JP2006340400A - テレコミュニケーションネットワークのトラフィック負荷制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】テレコミュニケーションネットワークのトラフィック負荷制御方法を提供する。
【解決手段】少なくとも1つの無線ターミナル(MS)と、少なくとも1つの無線トランシーバ装置(BS)とを備え、各無線トランシーバ装置(BS)は、ネットワーク制御装置(RNC)により制御される上記ネットワークのセルを形成し、上記方法は、各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、上記各セルの負荷を監視し、そして負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作するという段階を含む方法を提案する。従って、本発明は、ある基準負荷値を越える状態の間に、例えば、送信電力コマンドを操作することによりベースステーションセクターごとに負荷が制御されるという点で高速負荷制御方法を提案する。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも1つの無線ターミナル(MS)と、少なくとも1つの無線トランシーバ装置(BS)とを備え、各無線トランシーバ装置(BS)は、ネットワーク制御装置(RNC)により制御される上記ネットワークのセルを形成し、上記方法は、各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、上記各セルの負荷を監視し、そして負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作するという段階を含む方法を提案する。従って、本発明は、ある基準負荷値を越える状態の間に、例えば、送信電力コマンドを操作することによりベースステーションセクターごとに負荷が制御されるという点で高速負荷制御方法を提案する。
【選択図】図1
Description
本発明は、少なくとも1つの無線ターミナルと、少なくとも1つの無線トランシーバ装置とを備え、各無線トランシーバ装置が、ネットワーク制御装置により制御されるネットワークのセルを形成するようなテレコミュニケーションネットワークにおけるトラフィック負荷の制御方法に係る。
近年、テレコミュニケーションネットワークが広く普及しており、そして益々多数の加入者が特に無線テレコミュニケーションネットワークにおいてテレコミュニケーションの便宜性を利用している。
このようなネットワークは、複数の無線トランシーバ装置即ちベースステーションBSを備え、これらベースステーションBSと個々の加入者の無線ターミナル(移動ステーション)MSとの間で送信が行われる。複数のベースステーションBSは、例えば、無線ネットワークコントローラRNCのようなネットワーク制御要素によって制御される。
このようなネットワークは、複数の無線トランシーバ装置即ちベースステーションBSを備え、これらベースステーションBSと個々の加入者の無線ターミナル(移動ステーション)MSとの間で送信が行われる。複数のベースステーションBSは、例えば、無線ネットワークコントローラRNCのようなネットワーク制御要素によって制御される。
テレコミュニケーションネットワーク内では、スピーチが送信されるだけでなく、他のデータ、例えば、ファクシミリデータ、ショートメッセージサービスSMSにより送信されるデータ、インターネットからポーリングされるデータ等々を交換することもできる。これらのデータは、各データパケット又はファイルにおいて各々送信されるので、パケットデータともしばしば称される。
従って、このようなネットワークに登録される加入者が多いほど、そして無線テレコミュニケーションネットワークを用いて送信できるスピーチデータ及び/又はパケットデータ等のデータが多いほど、このようなシステムに課せられるトラフィック負荷が高くなる。
従って、このようなネットワークに登録される加入者が多いほど、そして無線テレコミュニケーションネットワークを用いて送信できるスピーチデータ及び/又はパケットデータ等のデータが多いほど、このようなシステムに課せられるトラフィック負荷が高くなる。
しかしながら、無線テレコミュニケーションネットワークにより取り扱いできる最大トラフィック容量は、使用可能な周波数及び/又はチャンネル化コード等の使用可能な無線リソースRRによって制限される。
トラフィック負荷が増加し続ける場合には、システムが過負荷となるポイントに達する。このときには、例えば、新たな通信を確立することができない。
更に、既に確立された通信リンクを経てのデータ送信は、干渉現象によって悪影響を受け、これは、ユーザが良好なクオリティで通信できないという点で各ユーザにとって欠点を招く。最悪の場合は、過負荷状態のネットワークが「崩壊」し、全ての進行中通信リンクが切断する。
トラフィック負荷が増加し続ける場合には、システムが過負荷となるポイントに達する。このときには、例えば、新たな通信を確立することができない。
更に、既に確立された通信リンクを経てのデータ送信は、干渉現象によって悪影響を受け、これは、ユーザが良好なクオリティで通信できないという点で各ユーザにとって欠点を招く。最悪の場合は、過負荷状態のネットワークが「崩壊」し、全ての進行中通信リンクが切断する。
従って、本発明の目的は、少なくとも1つの無線ターミナルと、少なくとも1つの無線トランシーバ装置とを備え、各無線トランシーバ装置が、ネットワーク制御装置により制御されるネットワークのセルを形成するようなテレコミュニケーションネットワークにおけるトラフィック負荷の制御方法であって、上述した欠点を安全に克服できるような方法を提供することである。
従って、この目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つの無線ターミナルと、少なくとも1つの無線トランシーバ装置とを備え、各無線トランシーバ装置が、ネットワーク制御装置により制御されるネットワークのセルを形成するようなテレコミュニケーションネットワークにおけるトラフィック負荷の制御方法において、各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、上記各セルの負荷を監視し、そして負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作するという段階を含む方法を提供する。
従って、この目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つの無線ターミナルと、少なくとも1つの無線トランシーバ装置とを備え、各無線トランシーバ装置が、ネットワーク制御装置により制御されるネットワークのセルを形成するようなテレコミュニケーションネットワークにおけるトラフィック負荷の制御方法において、各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、上記各セルの負荷を監視し、そして負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作するという段階を含む方法を提供する。
従って、負荷基準値が定義されたことにより、第1基準負荷値を越えたときには、第1の(高速の)負荷制御方法を作動させることができる。効果的な改善によれば、第2の(低速の)負荷制御方法を付加的に作動させることができるが、それは、i)第1基準負荷値を越えたとき(同時作動)、ii)その後の監視により、第1の(高速の)負荷制御がトラフィック負荷を上記基準値以下に減少しないことが分かったとき、又はiii)第1の(高速の)負荷制御が作動されただけでは、トラフィック負荷が第2の基準負荷値も越えるときである。第2基準負荷値は、第1基準負荷値以上である。
特に、本発明は、過負荷状態(ある基準負荷値より高い負荷)の間に、電力制御コマンドを作用させるか又は操作する(ダウンリンクのTPCコマンドを無視し、アップリンクのTPCコマンドをオーバーライトする)ことにより、負荷が各々一時的に及びベースステーションBSごとに制御され即ち減少されるという点で、高速の(第1の)負荷制御方法について説明する。
特に、本発明は、過負荷状態(ある基準負荷値より高い負荷)の間に、電力制御コマンドを作用させるか又は操作する(ダウンリンクのTPCコマンドを無視し、アップリンクのTPCコマンドをオーバーライトする)ことにより、負荷が各々一時的に及びベースステーションBSごとに制御され即ち減少されるという点で、高速の(第1の)負荷制御方法について説明する。
更に、既に述べたように、上記高速の(即座の)負荷減少は、その第1の負荷制御方法が充分でなかった場合に、より永久的なやり方で過負荷状態を修正するように送信ビットレートに作用するという点で、又は接続がセルから除去されるという点で、「低速」の(第2の)負荷制御方法によって補足される。
本発明の好ましい改善は、従属請求項に記載する。
従って、本発明は、既存の装置において容易に実施されそして上記欠点を解消する新規な負荷制御方法を提供する。
本発明の好ましい改善は、従属請求項に記載する。
従って、本発明は、既存の装置において容易に実施されそして上記欠点を解消する新規な負荷制御方法を提供する。
より詳細には、本発明は、既存のシステム及び/又は装置に対して実施される簡単な負荷制御方法を提供する一方、開始することのできる異なる手段が互いに調和して、トラフィック負荷制御のための1つの簡単な方法を与える。本発明は、ベースステーションBSにより形成されたセクターにおいて各ベースステーションにより取り扱われる高速負荷制御、即ち第1段負荷制御を提供し、これは、過負荷に遭遇した場合に、ダウンリンクDL送信電力TPCコマンドを拒絶しそしてアップリンクUL送信電力TPCコマンドをオーバーライトすることにより(或いは過負荷中にベースステーションにおいてビット当たりエネルギー・対・ノイズ電力密度比(Eb/N0)の目標値を減少することにより)トラフィック負荷を一時的に減少することを目的とする。これが、ネットワークトラフィック負荷を減少するのにまだ充分でない場合には、ネットワークの無線ネットワーク制御装置RNCにより取り扱われる第2段負荷制御が他の動作をトリガーし、例えば、ビットレートを下げることによりシステム負荷を更に永久的に減少させる。従って、ここに提案する方法においては、分散型及び集中型の負荷制御動作が効果的に結合される。
更に、ここに提案する負荷制御方法は、システム即ちテレコミュニケーションネットワークを安定に保持することができ、そして全負荷を制御されたやり方で絞り込むことができる。
更に、高速の第1段負荷制御方法により、受け入れられる(目標)負荷レベルと最大許容負荷レベル(スレッシュホールド)との間の差としての負荷余裕を減少してネットワークシステムの容量を増加することができ、ひいては、ネットワークオペレータにとって効果を与えることができる。目標レベル及びスレッシュホールドレベルは、同一にセットすることもできる。
本発明は、添付図面を参照した以下の説明から容易に理解できよう。
更に、高速の第1段負荷制御方法により、受け入れられる(目標)負荷レベルと最大許容負荷レベル(スレッシュホールド)との間の差としての負荷余裕を減少してネットワークシステムの容量を増加することができ、ひいては、ネットワークオペレータにとって効果を与えることができる。目標レベル及びスレッシュホールドレベルは、同一にセットすることもできる。
本発明は、添付図面を参照した以下の説明から容易に理解できよう。
以下、添付図面を参照し、本発明を詳細に説明する。
A)一般的なテレコミュニケーションネットワークアーキテクチャー
図1は、本発明を適用することのできるテレコミュニケーションネットワークの一例として無線テレコミュニケーションネットワークを示す簡単なブロック回路図である。本発明を適用できるネットワークは、特定形式のネットワークに限定されない。以下、説明上、例えば、コード分割多重アクセスCDMAの原理に基づいて動作する第3世代のネットワークについて述べる。
図1に示すように、加入者ターミナル即ち移動ステーションMSは、エアインターフェイス即ち無線インターフェイスIuを経て、ネットワークを構成する無線トランシーバ装置である複数のベースステーションBSの1つと各々通信する。説明上、1つの移動ステーションMSと1つのベースステーションBSしか示されていないが、実際には、テレコミュニケーションネットワークでは、複数の移動ステーション及びベースステーションが同時に存在しそして動作する。移動ステーションからベースステーションへの通信は、アップリンク送信ULと称され、一方、ベースステーションから移動ステーションへの通信は、ダウンリンク送信DLと称される。
A)一般的なテレコミュニケーションネットワークアーキテクチャー
図1は、本発明を適用することのできるテレコミュニケーションネットワークの一例として無線テレコミュニケーションネットワークを示す簡単なブロック回路図である。本発明を適用できるネットワークは、特定形式のネットワークに限定されない。以下、説明上、例えば、コード分割多重アクセスCDMAの原理に基づいて動作する第3世代のネットワークについて述べる。
図1に示すように、加入者ターミナル即ち移動ステーションMSは、エアインターフェイス即ち無線インターフェイスIuを経て、ネットワークを構成する無線トランシーバ装置である複数のベースステーションBSの1つと各々通信する。説明上、1つの移動ステーションMSと1つのベースステーションBSしか示されていないが、実際には、テレコミュニケーションネットワークでは、複数の移動ステーション及びベースステーションが同時に存在しそして動作する。移動ステーションからベースステーションへの通信は、アップリンク送信ULと称され、一方、ベースステーションから移動ステーションへの通信は、ダウンリンク送信DLと称される。
無線トランシーバ装置である各ベースステーションBSには、負荷制御方法の第1段階「1.LC」を実行する負荷制御手段LCが設けられる。
更に、複数のベースステーションは、ネットワーク制御装置である無線ネットワークコントローラRNCによって制御される。無線ネットワークコントローラRNC及び各ベースステーションは、それらの間のインターフェイスIubを経てデータ(制御データ)を交換する。特に、図示されたように、ベースステーションの負荷制御手段LC及び無線ネットワークコントローラRNC側の負荷制御手段LCは、このインターフェイスを経てデータを交換する。
無線ネットワークコントローラ側の制御手段は、負荷制御方法の第2段階「2.LC」を実行するように構成される。
更に、複数のベースステーションは、ネットワーク制御装置である無線ネットワークコントローラRNCによって制御される。無線ネットワークコントローラRNC及び各ベースステーションは、それらの間のインターフェイスIubを経てデータ(制御データ)を交換する。特に、図示されたように、ベースステーションの負荷制御手段LC及び無線ネットワークコントローラRNC側の負荷制御手段LCは、このインターフェイスを経てデータを交換する。
無線ネットワークコントローラ側の制御手段は、負荷制御方法の第2段階「2.LC」を実行するように構成される。
負荷制御方法の第1段階は、主として、アップリンク及び/又はダウンリンクの送信電力に作用するが、負荷制御方法の第2段階は、主として、送信容量、例えば、送信ビットレートに関して作用する。
このため、無線コントローラ装置の負荷制御手段LCは、無線ネットワークコントローラRNCのパケットスケジューリング手段PS及び受け入れ制御手段ACを制御する。
パケットスケジューリング手段PSは、ネットワーク内の非リアルタイムトラフィック成分を表わすデータパケットの送信をスケジューリングする。というのは、データパケットは、ネットワークの送信容量が利用できる選択可能な時間に送信できるからである。非リアルタイムNRTでのこのようなデータパケットの送信は、制御可能なユーザトラフィックとも称され、これに対して、制御不能なユーザトラフィックがある。
このため、無線コントローラ装置の負荷制御手段LCは、無線ネットワークコントローラRNCのパケットスケジューリング手段PS及び受け入れ制御手段ACを制御する。
パケットスケジューリング手段PSは、ネットワーク内の非リアルタイムトラフィック成分を表わすデータパケットの送信をスケジューリングする。というのは、データパケットは、ネットワークの送信容量が利用できる選択可能な時間に送信できるからである。非リアルタイムNRTでのこのようなデータパケットの送信は、制御可能なユーザトラフィックとも称され、これに対して、制御不能なユーザトラフィックがある。
制御不能なユーザトラフィックは、例えば、ネットワークコントローラによって制御できない任意に選択された時間にユーザによって開始される電話コールのようにリアルタイムユーザにより生じるリアルタイムRTトラフィックを意味する。このようなりあるタイムトラフィックは、無線ネットワークコントローラRNCの受け入れ制御手段ACにより取り扱われ及び/又は受け入れられる。
受け入れ制御手段AC及びパケットスケジューリング手段PSは、図1には示されていないが、各ベースステーションへデータ送信するためにIubインターフェイスにもアクセスする。
受け入れ制御手段AC及びパケットスケジューリング手段PSは、図1には示されていないが、各ベースステーションへデータ送信するためにIubインターフェイスにもアクセスする。
上記で簡単に述べたテレコミュニケーションネットワークでは、負荷指示パラメータを監視することによりトラフィック負荷が周期的に監視される。監視される負荷が基準負荷値を越える場合には、監視周期が短くされる。以下の例では、負荷指示パラメータは、主として電力に関連され、即ちアップリンクULでは、全干渉電力が負荷指示パラメータとして働き、一方、ダウンリンクDLでは、全送信電力が負荷指示パラメータとして働く。しかしながら、ネットワークシステムの他のパラメータも、負荷指示パラメータと考えられる。全干渉電力及び全送信電力の各々は、セクターごとに決定されそして評価される。これは、例えば、ネットワークのセルが主として各ベースステーションのカバレージエリアに対応する状態で、各セクターがネットワークの各セルによって定められることを意味する。
B.負荷制御に使用されるパラメータの定義
ここに提案する負荷制御方法の以下の説明を良く理解するために、ここに提案する方法に関連して使用される負荷関連入力及び出力パラメータの概要を以下に述べる。テーブルは、左の欄にパラメータ名をそして右の欄にその意味を各々示す。
テーブル:使用する負荷制御パラメータの概要
パラメータ名 意味/定義
PrxTotal −ULにおける全受信電力
−セルベースで測定(100ms - 500ms)
−セルにおいて測定された全受信広帯域干渉電力
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→MS、層3(L3)無線リソース(RR)/BCC
Hにおけるシステム情報;
BS→RNC/2.LC、L3 RR指示;
RNC/2.LC→PS;
RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PrxNoise −BSデジタル受信器のアップリンクノイズレベル
−無線ネットワーク構成パラメータ
−負荷がないときのBSデジタル受信器のノイズレベル
(サーマルノイズ+ノイズ指数)
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
ここに提案する負荷制御方法の以下の説明を良く理解するために、ここに提案する方法に関連して使用される負荷関連入力及び出力パラメータの概要を以下に述べる。テーブルは、左の欄にパラメータ名をそして右の欄にその意味を各々示す。
テーブル:使用する負荷制御パラメータの概要
パラメータ名 意味/定義
PrxTotal −ULにおける全受信電力
−セルベースで測定(100ms - 500ms)
−セルにおいて測定された全受信広帯域干渉電力
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→MS、層3(L3)無線リソース(RR)/BCC
Hにおけるシステム情報;
BS→RNC/2.LC、L3 RR指示;
RNC/2.LC→PS;
RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PrxNoise −BSデジタル受信器のアップリンクノイズレベル
−無線ネットワーク構成パラメータ
−負荷がないときのBSデジタル受信器のノイズレベル
(サーマルノイズ+ノイズ指数)
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxDownlinkTotal −BS送信器の最大ダウンリンク電力
_Max −固定のBS性能仕様
−パラメータは、ベースステーションの最大ダウンリン
ク送信電力を定義する
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:−(なし)
−関連ファンクション:負荷制御
EbNoPlannedUplink −計画平均アップリンクEb/N0
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−パラメータは、計画平均アップリンクEb/N0値を
定義する。パラメータは、セル、ベアラ形式(RT又
はNRT)及びビットレートに依存する。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC内部
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御、パケ
ットスケジューリング
GuaranteeBitRate_ −最小保証アップリンクビットレート
Uplink −各無線アクセスベアラに対して決定される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→PS
−関連ファンクション:受け入れ制御、パケットスケジ
ューリング
_Max −固定のBS性能仕様
−パラメータは、ベースステーションの最大ダウンリン
ク送信電力を定義する
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:−(なし)
−関連ファンクション:負荷制御
EbNoPlannedUplink −計画平均アップリンクEb/N0
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−パラメータは、計画平均アップリンクEb/N0値を
定義する。パラメータは、セル、ベアラ形式(RT又
はNRT)及びビットレートに依存する。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC内部
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御、パケ
ットスケジューリング
GuaranteeBitRate_ −最小保証アップリンクビットレート
Uplink −各無線アクセスベアラに対して決定される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→PS
−関連ファンクション:受け入れ制御、パケットスケジ
ューリング
GuaranteeBitRate_ −無線アクセスベアラに対する最小保証ダウンリンクビ
Downlink ットレート
−接続ごとに決定される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→PS
−関連ファンクション:受け入れ制御、パケットスケジ
ューリング
PrxNc −制御不能なユーザからの受信干渉電力(ULの)
−負荷制御、リアルタイム計算
−負荷制御は、現在のPrxTotal及び自セルのNRTユー
ザの干渉(PrxNrt)からPrxNCを推定する。PrxNCは、通
常、自セルのRTユーザ、最小保証ビットレートをも
つ自セルのNRTユーザ、他セルのユーザ及びシステ
ムノイズからの干渉及びノイズを含む。又、PrxNRTに
対する自セルのNRTユーザによる全ての干渉も含み
得る。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PrxNrt −NRTユーザへ送信された電力
−パケットスケジューラー、リアルタイム推定
−パケットスケジューラーは、割り当てられたNRTユ
ーザに必要な送信電力を推定する
−ソース:RNC/PS
−インターフェイス:RNC/PS→負荷制御
−関連ファンクション:負荷制御、パケットスケジュー
ラー
Downlink ットレート
−接続ごとに決定される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→PS
−関連ファンクション:受け入れ制御、パケットスケジ
ューリング
PrxNc −制御不能なユーザからの受信干渉電力(ULの)
−負荷制御、リアルタイム計算
−負荷制御は、現在のPrxTotal及び自セルのNRTユー
ザの干渉(PrxNrt)からPrxNCを推定する。PrxNCは、通
常、自セルのRTユーザ、最小保証ビットレートをも
つ自セルのNRTユーザ、他セルのユーザ及びシステ
ムノイズからの干渉及びノイズを含む。又、PrxNRTに
対する自セルのNRTユーザによる全ての干渉も含み
得る。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PrxNrt −NRTユーザへ送信された電力
−パケットスケジューラー、リアルタイム推定
−パケットスケジューラーは、割り当てられたNRTユ
ーザに必要な送信電力を推定する
−ソース:RNC/PS
−インターフェイス:RNC/PS→負荷制御
−関連ファンクション:負荷制御、パケットスケジュー
ラー
PrxChange −新たな、解除又は変更されたベアラによる受信電力の
変更
−RTベアラが追加、解除又は変更されたときに計算さ
れる
−全受信電力の変更。受け入れ制御が新たなRTベアラ
を受け入れたとき(又はRTベアラが解除又は変更さ
れたとき)、全受信電力レベルの変化(PreChange)を
推定する。
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
LchangeUplink −新たな、解除又は変更されたベアラのアップリンク負
荷ファクタ
−受け入れ制御、リアルタイム計算
−新たな受け入れられたベアラのアップリンク負荷ファ
クタは、新たな、解除又は変更されたベアラによる全
受信電力の変化を推定するのに使用される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
LchangeDownlink −新たな、解除又は変更されたベアラのダウンリンク負
荷ファクタ
−受け入れ制御、リアルタイム計算
−新たな受け入れられたベアラのダウンリンク負荷ファ
クタは、新たな、解除又は変更されたベアラによる全
送信電力の変化を推定するのに使用される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
PrxTarget −受信電力の目標値(アップリンクの)
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの受信全広帯域干渉電力の目標値
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→PS
RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
変更
−RTベアラが追加、解除又は変更されたときに計算さ
れる
−全受信電力の変更。受け入れ制御が新たなRTベアラ
を受け入れたとき(又はRTベアラが解除又は変更さ
れたとき)、全受信電力レベルの変化(PreChange)を
推定する。
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
LchangeUplink −新たな、解除又は変更されたベアラのアップリンク負
荷ファクタ
−受け入れ制御、リアルタイム計算
−新たな受け入れられたベアラのアップリンク負荷ファ
クタは、新たな、解除又は変更されたベアラによる全
受信電力の変化を推定するのに使用される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
LchangeDownlink −新たな、解除又は変更されたベアラのダウンリンク負
荷ファクタ
−受け入れ制御、リアルタイム計算
−新たな受け入れられたベアラのダウンリンク負荷ファ
クタは、新たな、解除又は変更されたベアラによる全
送信電力の変化を推定するのに使用される
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
PrxTarget −受信電力の目標値(アップリンクの)
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの受信全広帯域干渉電力の目標値
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→PS
RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PrxThreshold −負荷制御のためのアップリンク負荷スレッシュホー
ルド
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの受信全広帯域干渉電力に対して計画されたス
レッシュホールド。このスレッシュホールドは、Pr
xTarget+許容余裕に等しい。負荷がスレッシュホ
ールドを越えた場合に、負荷制御が作用し始める。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC − 内部
−関連ファンクション:負荷制御
LUplink −負荷ファクタに基づくアップリンク接続
−負荷制御、リアルタイム計算
−負荷ファクタに基づくアップリンク接続は、Eb/
Noを処理利得で除算したものである。Eb/No
は、測定されたEb/No、Eb/NoAve(閉
ループPCにおいて過負荷時にUL TPCコマン
ドがオーバーライトされたとき)、又は計画Eb/
No、Eb/NoPlanned(測定されたEb
/Noが得られないときに使用される)、或いは外
部ループPCにより与えられるEb/No、Eb/
NoSetpointである。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
LtotalUplink −全アップリンク負荷ファクタ
−負荷制御、リアルタイム計算
−全アップリンク負荷ファクタは、全受信電力を推定
するのに使用される。全アップリンク負荷ファクタ
は、自セルの制御不能なベアラ及びNRTベアラの
両負荷ファクタを含む。
−ソース:RNC/負荷制御(2.LC)
−インターフェイス:RNC:2.LC→AC
LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
ルド
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの受信全広帯域干渉電力に対して計画されたス
レッシュホールド。このスレッシュホールドは、Pr
xTarget+許容余裕に等しい。負荷がスレッシュホ
ールドを越えた場合に、負荷制御が作用し始める。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC − 内部
−関連ファンクション:負荷制御
LUplink −負荷ファクタに基づくアップリンク接続
−負荷制御、リアルタイム計算
−負荷ファクタに基づくアップリンク接続は、Eb/
Noを処理利得で除算したものである。Eb/No
は、測定されたEb/No、Eb/NoAve(閉
ループPCにおいて過負荷時にUL TPCコマン
ドがオーバーライトされたとき)、又は計画Eb/
No、Eb/NoPlanned(測定されたEb
/Noが得られないときに使用される)、或いは外
部ループPCにより与えられるEb/No、Eb/
NoSetpointである。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
LtotalUplink −全アップリンク負荷ファクタ
−負荷制御、リアルタイム計算
−全アップリンク負荷ファクタは、全受信電力を推定
するのに使用される。全アップリンク負荷ファクタ
は、自セルの制御不能なベアラ及びNRTベアラの
両負荷ファクタを含む。
−ソース:RNC/負荷制御(2.LC)
−インターフェイス:RNC:2.LC→AC
LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
LncUplink −制御不能なユーザのアップリンク負荷ファクタ
−負荷制御、リアルタイム計算
−制御不能ユーザのアップリンク負荷ファクタは、制
御不能ユーザからの全受信電力を推定するのに使用
される。
−ソース:RNC/負荷制御(「2.LC」)
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
FractionalLoad −PrxToral及びPrxNoiseから計算できるアップリンク
分数負荷
−負荷制御
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
OtherToOwnPrxTotal −アップリンクの他セル対自セルの干渉比
−セルベースで測定される(100ms - 500ms)
−パラメータは、他セル対自セルの現在平均干渉比で
あり、これは、パケットスケジューラーによるNR
Tベアラの、或いは受け入れ制御による新たな、解
除又は変更されたベアラのビットレートの変化によ
る電力増加を推定するのに使用される。
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
−負荷制御、リアルタイム計算
−制御不能ユーザのアップリンク負荷ファクタは、制
御不能ユーザからの全受信電力を推定するのに使用
される。
−ソース:RNC/負荷制御(「2.LC」)
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
FractionalLoad −PrxToral及びPrxNoiseから計算できるアップリンク
分数負荷
−負荷制御
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC→AC
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
OtherToOwnPrxTotal −アップリンクの他セル対自セルの干渉比
−セルベースで測定される(100ms - 500ms)
−パラメータは、他セル対自セルの現在平均干渉比で
あり、これは、パケットスケジューラーによるNR
Tベアラの、或いは受け入れ制御による新たな、解
除又は変更されたベアラのビットレートの変化によ
る電力増加を推定するのに使用される。
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxTotal −DLの全送信電力
−セルベースで測定される(100ms - 500ms)
−BSにより測定されるセルの全送信電力
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxNC −制御不能なユーザへの送信電力(DLの)
−負荷制御、リアルタイム推定
−負荷制御は、現在PtxTotal及び自セルのNRTユー
ザの干渉(PtxNrt)からPtxNcを推定する。PtxNcは、
通常、最小保証ビットレートでBSからRTユーザ
及びNTRTユーザへ送られる送信電力を含む。又
、PtxNRTに対してNRTユーザへの全ての必要な/
使用される送信電力を含ませることもできる。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxNRT −NRTユーザへの送信電力(DLの)
−パケットスケジューラー、リアルタイム推定
−パケットスケジューラーは、割り当てられたNRT
ユーザに必要とされる送信電力を推定する。
−ソース:RNC/PS
−インターフェイス:RNC/PS→負荷制御
−関連ファンクション:パケットスケジューリング、
負荷制御
−セルベースで測定される(100ms - 500ms)
−BSにより測定されるセルの全送信電力
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxNC −制御不能なユーザへの送信電力(DLの)
−負荷制御、リアルタイム推定
−負荷制御は、現在PtxTotal及び自セルのNRTユー
ザの干渉(PtxNrt)からPtxNcを推定する。PtxNcは、
通常、最小保証ビットレートでBSからRTユーザ
及びNTRTユーザへ送られる送信電力を含む。又
、PtxNRTに対してNRTユーザへの全ての必要な/
使用される送信電力を含ませることもできる。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:
RNC/2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxNRT −NRTユーザへの送信電力(DLの)
−パケットスケジューラー、リアルタイム推定
−パケットスケジューラーは、割り当てられたNRT
ユーザに必要とされる送信電力を推定する。
−ソース:RNC/PS
−インターフェイス:RNC/PS→負荷制御
−関連ファンクション:パケットスケジューリング、
負荷制御
PtxChange −新たな、解除又は変更されたベアラによる送信電力
の変化
−RTベアラが追加、解除又は変更されたときに計算
される
−全送信電力の変化。受け入れ制御が新たなRTベア
ラを受け入れたとき(或いはRTベアラが解除又は
変更されたとき)、全送信電力レベルの変化(PtCha
nge)を推定する。
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
PtxTarget −送信電力の目標値
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの送信電力に対する目標(ダウンリンクの)
(例えば、10−20W)
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:
RNC:2.LC→PS
RNC:2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxThreshold −負荷制御のためのダウンリンク負荷スレッシュホー
ルド
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの送信電力に対する計画スレッシュホールド。
このスレッシュホールドは、PtxTarget+許容余裕
に等しい。負荷がスレッシュホールドを越えた場合
には、負荷制御が作用を開始する。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC −内部
−関連ファンクション:負荷制御
の変化
−RTベアラが追加、解除又は変更されたときに計算
される
−全送信電力の変化。受け入れ制御が新たなRTベア
ラを受け入れたとき(或いはRTベアラが解除又は
変更されたとき)、全送信電力レベルの変化(PtCha
nge)を推定する。
−ソース:RNC/AC
−インターフェイス:RNC/AC→負荷制御
−関連ファンクション:受け入れ制御、負荷制御
PtxTarget −送信電力の目標値
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの送信電力に対する目標(ダウンリンクの)
(例えば、10−20W)
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:
RNC:2.LC→PS
RNC:2.LC→AC
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxThreshold −負荷制御のためのダウンリンク負荷スレッシュホー
ルド
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−セルの送信電力に対する計画スレッシュホールド。
このスレッシュホールドは、PtxTarget+許容余裕
に等しい。負荷がスレッシュホールドを越えた場合
には、負荷制御が作用を開始する。
−ソース:RNC/2.LC
−インターフェイス:RNC/2.LC −内部
−関連ファンクション:負荷制御
AveTrxPower −全受信及び送信電力に対する平均化周期
−無線ネットワーク構成パラメータ
−このパラメータは、BSが全受信電力レベル(PrxTo
tal)及び全送信電力レベル(PtxTotal)の両方を計算
するときにBSにより使用される平均化周期を定義
する。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC→BS
RRIndicationPeriod −無線リソース指示の報告周期
(例えば、20ms - 500ms)
−無線ネットワーク構成パラメータ
−パラメータは、無線リソース指示メッセージの報告
周期を定義する
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC→BS
EbNoMeasured −測定平均Eb/No
−無線リンクベースで測定される
−このパラメータは、接続により生じる干渉を評価す
るのに使用できる。このパラメータは、外部ループ
電力制御により設定されるEb/No目標値より正
確である。というのは、このパラメータは、(著し
い)バイアスをもたず、そしてEB/NO目標値が
実際に受信されるEb/Noと同じでないからであ
る。例えば、1フレームにわたる平均化を使用でき
る。
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/電力制御PC、フレーム
制御層FLC
RNC:PC→2.LC、PC→AC、PC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
−無線ネットワーク構成パラメータ
−このパラメータは、BSが全受信電力レベル(PrxTo
tal)及び全送信電力レベル(PtxTotal)の両方を計算
するときにBSにより使用される平均化周期を定義
する。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC→BS
RRIndicationPeriod −無線リソース指示の報告周期
(例えば、20ms - 500ms)
−無線ネットワーク構成パラメータ
−パラメータは、無線リソース指示メッセージの報告
周期を定義する
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC→BS
EbNoMeasured −測定平均Eb/No
−無線リンクベースで測定される
−このパラメータは、接続により生じる干渉を評価す
るのに使用できる。このパラメータは、外部ループ
電力制御により設定されるEb/No目標値より正
確である。というのは、このパラメータは、(著し
い)バイアスをもたず、そしてEB/NO目標値が
実際に受信されるEb/Noと同じでないからであ
る。例えば、1フレームにわたる平均化を使用でき
る。
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/電力制御PC、フレーム
制御層FLC
RNC:PC→2.LC、PC→AC、PC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
EnNoPlanned_Downlink −計画平均ダウンリンクEB/NO
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−このパラメータは、計画平均ダウンリンクEb/N
o値を定義する。このパラメータは、セル、ベアラ
形式(RT又はNRT)及びビットレートに依存す
る。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC 内部
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxAverage −接続当たりの平均送信電力(DLの)
−接続ベースで測定される
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC//2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
−無線ネットワークプランニングパラメータ
−このパラメータは、計画平均ダウンリンクEb/N
o値を定義する。このパラメータは、セル、ベアラ
形式(RT又はNRT)及びビットレートに依存す
る。
−ソース:RNC
−インターフェイス:RNC 内部
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
PtxAverage −接続当たりの平均送信電力(DLの)
−接続ベースで測定される
−ソース:BS
−インターフェイス:
BS→RNC/2.LC、L3/RR指示
RNC//2.LC→AC
RNC/2.LC→PS
−関連ファンクション:
受け入れ制御、負荷制御、パケットスケジューリング
C)負荷制御機能の一般的な説明
従って、ネットワークアーキテクチャーの上記概要及び負荷制御のための使用パラメータに基づいて、負荷制御方法の機能を以下に説明する。
負荷制御方法により実現される全機能は、2段階トラフィック負荷制御の組合せ、即ち各ベースステーションBS及び無線ネットワークコントローラRNCに配置された負荷制御手段によって達成されることに注意されたい。
テレコミュニケーションネットワークシステムが適切にプランニングされ、そして受け入れ制御手段ACにより実施される受け入れ制御が充分良好に機能する場合には、過負荷状態を、通例ではなく、例外的としなければならない。しかしながら、過負荷状態に遭遇した場合に、ここに提案する負荷制御方法を実施すると、システムは、実行可能な状態に戻り、即ち現在使用されているシステム無線リソース
−ULの全干渉電力(セクター当たり)
−DLの全送信電力(セクター当たり)
は、過負荷状態を指示するプランニングされた負荷制御基準値(目標値及び/又はスレッシュホールド値)より低くなる。
従って、ネットワークアーキテクチャーの上記概要及び負荷制御のための使用パラメータに基づいて、負荷制御方法の機能を以下に説明する。
負荷制御方法により実現される全機能は、2段階トラフィック負荷制御の組合せ、即ち各ベースステーションBS及び無線ネットワークコントローラRNCに配置された負荷制御手段によって達成されることに注意されたい。
テレコミュニケーションネットワークシステムが適切にプランニングされ、そして受け入れ制御手段ACにより実施される受け入れ制御が充分良好に機能する場合には、過負荷状態を、通例ではなく、例外的としなければならない。しかしながら、過負荷状態に遭遇した場合に、ここに提案する負荷制御方法を実施すると、システムは、実行可能な状態に戻り、即ち現在使用されているシステム無線リソース
−ULの全干渉電力(セクター当たり)
−DLの全送信電力(セクター当たり)
は、過負荷状態を指示するプランニングされた負荷制御基準値(目標値及び/又はスレッシュホールド値)より低くなる。
このような過負荷状態の防止は、主として、受け入れ制御手段ACと、負荷目標値(第1基準負荷値とも称される)及び無線ネットワークプランニング(RNP)中のスレッシュホールドの適切な設定と、実施される負荷制御機能とにより取り扱われる。
負荷目標値(基準負荷値)は、システム負荷の最適な動作点となるように無線ネットワークプランニングRNP中に設定され、パケットスケジューリング手段又はパケットスケジューラーPS及び受け入れ制御手段ACは、その最適な動作点まで動作し得る。
干渉及び伝播条件の変化によりこの目標負荷を瞬間的に越えることがある。しかしながら、システム負荷が負荷スレッシュホールドを越える場合には、負荷制御方法は、負荷をスレッシュホールド以下に戻す。負荷制御動作は、常に、過負荷状態のセル及び/又は各ベースステーションBSのセクターの指示であり、そして負荷制御動作は、ある程度不所望なそして完全に予想し得ない仕方でシステム容量を低下させる。
負荷目標値(基準負荷値)は、システム負荷の最適な動作点となるように無線ネットワークプランニングRNP中に設定され、パケットスケジューリング手段又はパケットスケジューラーPS及び受け入れ制御手段ACは、その最適な動作点まで動作し得る。
干渉及び伝播条件の変化によりこの目標負荷を瞬間的に越えることがある。しかしながら、システム負荷が負荷スレッシュホールドを越える場合には、負荷制御方法は、負荷をスレッシュホールド以下に戻す。負荷制御動作は、常に、過負荷状態のセル及び/又は各ベースステーションBSのセクターの指示であり、そして負荷制御動作は、ある程度不所望なそして完全に予想し得ない仕方でシステム容量を低下させる。
負荷目標値から負荷スレッシュホールドまでの負荷領域と称する領域(図2の「余裕負荷領域」)は、完全に利用することが望まれるシステム(例えば、WCDMAシステム)の非常に貴重なソフト容量であることが明らかである。負荷制御機能は、ベースステーションBS(1.LC)及び無線ネットワークコントローラRNC(2.LC)の両方に配置される。
ベースステーションBSでは、負荷制御は、各チャンネルエレメント(CE)に対して分散式に実現できるか、或いはチャンネルエレメントを制御するBSの対応ベースステーション制御ユニット(BCU)において集中式及び最適な仕方で実現できる。
ベースステーションBSでは、負荷制御は、各チャンネルエレメント(CE)に対して分散式に実現できるか、或いはチャンネルエレメントを制御するBSの対応ベースステーション制御ユニット(BCU)において集中式及び最適な仕方で実現できる。
本発明による負荷制御方法は、負荷を減少するために、次の動作を行うことができる。
−TPCコマンド(TPC=送信電力コマンド)を操作し、即ち拒絶(DL)するか又はオーバーライト(UL)し、或いはベースステーションにおけるEb/Noの目標値を、ベースステーション制御ユニットBCUを使用して、又は各チャンネルエレメントそれ自体(ベースステーションに配置された、即ち図1の「1.LC」)により分散的形態で減少する。
−パケットスケジューリング装置PSと対話し、そしてNRTトラフィックを絞る。
−選択されたリアルタイム(RT)ユーザに対してEb/No目標値を低下させる。
−搬送フォーマットセット(TFS)内でリアルタイムユーザのビットレートを低下させる。
−最も重要なダウンリンクDL接続の送信をしばらく停止する。
−別の搬送波へのハンドオーバーを遂行及び/又は開始する。
−低いビットレートへリアルタイムサービスを再ネゴシエーションする。
−制御された形態でコールをドロップする。
−TPCコマンド(TPC=送信電力コマンド)を操作し、即ち拒絶(DL)するか又はオーバーライト(UL)し、或いはベースステーションにおけるEb/Noの目標値を、ベースステーション制御ユニットBCUを使用して、又は各チャンネルエレメントそれ自体(ベースステーションに配置された、即ち図1の「1.LC」)により分散的形態で減少する。
−パケットスケジューリング装置PSと対話し、そしてNRTトラフィックを絞る。
−選択されたリアルタイム(RT)ユーザに対してEb/No目標値を低下させる。
−搬送フォーマットセット(TFS)内でリアルタイムユーザのビットレートを低下させる。
−最も重要なダウンリンクDL接続の送信をしばらく停止する。
−別の搬送波へのハンドオーバーを遂行及び/又は開始する。
−低いビットレートへリアルタイムサービスを再ネゴシエーションする。
−制御された形態でコールをドロップする。
個々の考えられる負荷制御方法段階は、使用順に上記で説明した。これは、先ず、ベースステーションBSにおける高速負荷制御(第1段階)が使用され、次いで、無線ネットワークコントローラRNCにおける第2段階の負荷制御を付加的に使用して、パケットスケジューリング装置PSが非リアルタイム(NRT)送信を再スケジューリングするよう指令される、等々を意味する。
しかしながら、本発明は、個々の方法段階の上述した使用順序に限定されるものではない。即ち、全ての個々の段階は、各アプリケーションのケースにとって最良の結果を示す便利な順序で組合せることができ、従って、上述した方法段階のいかなる組み合わせも考えられ、そして必要に応じて問題なく実施することができる。特に、上記説明は、2つの基準負荷値を用いることを中心としてなされたが、ここに提案する方法を適切に実現するのに1つの基準負荷値でも充分であることに注意されたい。即ち、負荷基準値が定義されたことにより、第1の基準負荷値を越えたときに、第1の(高速)負荷制御方法を作動することができる。第2の(低速の)負荷制御方法は、次のときに付加的に作動することができる。即ち、i)第1の基準負荷値を越えたとき(同時作動)、ii)その後の監視により、第1の(高速の)負荷制御がトラフィック負荷を上記基準値以下に減少しないことが分かったとき、又はiii)第1の(高速の)負荷制御が作動されただけでは、トラフィック負荷が第2の基準負荷値も越えるとき。(第2の基準負荷値は、第1の基準負荷値に等しくてもよいし又はそれより大きくてもよい。)
しかしながら、本発明は、個々の方法段階の上述した使用順序に限定されるものではない。即ち、全ての個々の段階は、各アプリケーションのケースにとって最良の結果を示す便利な順序で組合せることができ、従って、上述した方法段階のいかなる組み合わせも考えられ、そして必要に応じて問題なく実施することができる。特に、上記説明は、2つの基準負荷値を用いることを中心としてなされたが、ここに提案する方法を適切に実現するのに1つの基準負荷値でも充分であることに注意されたい。即ち、負荷基準値が定義されたことにより、第1の基準負荷値を越えたときに、第1の(高速)負荷制御方法を作動することができる。第2の(低速の)負荷制御方法は、次のときに付加的に作動することができる。即ち、i)第1の基準負荷値を越えたとき(同時作動)、ii)その後の監視により、第1の(高速の)負荷制御がトラフィック負荷を上記基準値以下に減少しないことが分かったとき、又はiii)第1の(高速の)負荷制御が作動されただけでは、トラフィック負荷が第2の基準負荷値も越えるとき。(第2の基準負荷値は、第1の基準負荷値に等しくてもよいし又はそれより大きくてもよい。)
第2基準負荷値であるアップリンクの過負荷スレッシュホールドPrxThreshold(及び/又はダウンリンクのPtxThreshold)は、アップリンク(及び/又はダウンリンク)においてノイズフロアの上にデシベル(dB)で与えられた値となるように無線ネットワークプランニングRNPによって決定されたポイントである。ノイズフロアは、ベースステーション(BS)に基づいて、即ちセクター又はセルごとに決定される。このスレッシュホールドを設定することにより、無線ネットワークプランニングは、セルの収縮が負荷制御方法として利用される場合にカバレージが保持されることを保証する。負荷制御の最も簡単な形態では、ベースステーションBS(BSの1.LC)が、移動ステーションターミナルMSの全部又は幾つかに、アップリンク過負荷に対して電力を下げるように単に指令する。ダウンリンクの場合には、ベースステーションBS(BSの1.LC)は、少なくとも、電力の増加を拒絶し、そして以下に詳細に述べるように、電力を減少してもよい。長い時間周期中にこれでは充分でない場合には、本明細書で述べる無線ネットワークコントローラRNC側の負荷制御方法段階の幾つか(RNCにおける2.LCの動作)が使用され/使用できる。
上記負荷制御方法段階に加えて、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御は、無線ネットワークコントローラRNCにおいて得られる負荷関連情報(即ち負荷ベクトル)を更新しそしてそれを受け入れ制御手段AC及びパケットスケジューリング手段PSに供給する役割も果たす。この情報は、上述したパラメータPrxTotal、PtxTotal、PrxNc、PtxNc、PrxChange、PtxChange、FractionalLoad、LUplink、LTotalUplink、PtxAverage、及びOtherToOwnPtxTotalを含む。
全アップリンク干渉電力PrxTotal及び全ダウンリンク送信電力PtxTotalは、層3シグナリングを使用することによる無線リソース(RR)指示を用いることによりベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCへ周期的に(例えば、100msごとに又はそれより低い頻度で)報告される。
全アップリンク干渉電力PrxTotal及び全ダウンリンク送信電力PtxTotalは、層3シグナリングを使用することによる無線リソース(RR)指示を用いることによりベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCへ周期的に(例えば、100msごとに又はそれより低い頻度で)報告される。
制御不能なユーザの全アップリンク干渉電力PrxNc及び制御不能なユーザの全ダウンリンク送信電力PtxNcは、次のように計算される。
PrxNc=PrxTotal−PrxNrt、及び
PtxNc=PtxTotal−PtxNrt
PrxNrtは、NRTユーザの推定全干渉電力であり、そしてPtxNrtは、NRTユーザの推定全送信電力である。両パラメータは、パケットスケジューリング手段PSによって与えられる。或いは又、PrxNrt及びPtxNrtは、接続ベースの最小保証ビットレートを各非リアルタイムユーザのビットレートから減算するように計算することもできる。この場合には、例えば、PrxNrtは、非リアルタイムユーザに対しそれらの最小保証ビットレートより高く付加的に割り当てられた推定全干渉のビットを含む。
PrxNc=PrxTotal−PrxNrt、及び
PtxNc=PtxTotal−PtxNrt
PrxNrtは、NRTユーザの推定全干渉電力であり、そしてPtxNrtは、NRTユーザの推定全送信電力である。両パラメータは、パケットスケジューリング手段PSによって与えられる。或いは又、PrxNrt及びPtxNrtは、接続ベースの最小保証ビットレートを各非リアルタイムユーザのビットレートから減算するように計算することもできる。この場合には、例えば、PrxNrtは、非リアルタイムユーザに対しそれらの最小保証ビットレートより高く付加的に割り当てられた推定全干渉のビットを含む。
PrxChange(ULの)及びPtxChange(DLの)は、受け入れ制御手段ACにより受け入れられた新たなベアラによる推定電力増分である。PrxChange及びPtxChangeは、PrxTotal及びPtxTotalの新たな値が受け取られたときにゼロにセットされる。その前に、ここに提案する負荷制御方法によれば、負荷制御手段LCは、PrxChangeをPrxNcにそしてPtxChangeをPtcNcに加算して、変化した負荷状態を追跡する。本明細書に添付した式で示されたように、ノイズ上昇(PrxTotal/システムノイズ)から分数負荷が計算される。OtherToOwnPrxTotal(他セル対自セルの干渉比(これも添付資料参照))は、他セルの干渉電力を自セルの干渉電力で除算したものであり、ここで、他セルの干渉電力は、全干渉電力PrxTotalから自セルの干渉電力及びシステムノイズを減算したものである。自セルの干渉電力は、アップリンクULの負荷ファクタLTotalUplinkにPrxTotalを乗算したものであり、ここで、更に、LTotalUplinkは、測定されたEb/Noの和の平均値を、アクティブなベアラの処理利得で除算したものである(Eb/Noは、ビット当たりエネルギー対ノイズ電力密度比を表す)。
LUplinkは、接続ベースの負荷ファクタを含む。これをベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCに報告できない場合は、無線ネットワークプランニングRNPにより与えられる(即ち設定される)値が使用される。PtxAverageは、接続ごとの平均送信電力である。FractionalLoad及びOtherToOwnPrxTotal(このパラメータOtherToOwnPrxTotalは、ここに提案する負荷制御方法にとって必ずしも必要とされない)の両方は、ベースステーションBSにおいて計算され、そしてRR指示を使用することによりベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCへ周期的に(例えば、100msごとに)報告される。
D)負荷制御方法
以下、アップリンク及びダウンリンクの負荷制御の一例を説明する。しかしながら、上述したように、個々の方法段階の他の組合せも、問題なく実施できる。
D)I)アップリンク負荷制御方法
アップリンク負荷制御のタスクは、セクター(例えば、ベースステーションBSのカバレージエリアに対応する)の全アップリンク干渉電力を、PrxThresholdと称する所与の過負荷スレッシュホールドより低く保持することである。このスレッシュホールドは、それを越えると、システムが過負荷になるポイントであると考えられる。
図2には、アップリンク負荷曲線、即ちセクター内のベースステーションのデジタル受信器における分数負荷から全ワイドバンド干渉へのマッピングが示されている。図2のグラフから、分数負荷の増加の関数としてPrxTotalが指数関数的に成長することが明らかである。
以下、アップリンク及びダウンリンクの負荷制御の一例を説明する。しかしながら、上述したように、個々の方法段階の他の組合せも、問題なく実施できる。
D)I)アップリンク負荷制御方法
アップリンク負荷制御のタスクは、セクター(例えば、ベースステーションBSのカバレージエリアに対応する)の全アップリンク干渉電力を、PrxThresholdと称する所与の過負荷スレッシュホールドより低く保持することである。このスレッシュホールドは、それを越えると、システムが過負荷になるポイントであると考えられる。
図2には、アップリンク負荷曲線、即ちセクター内のベースステーションのデジタル受信器における分数負荷から全ワイドバンド干渉へのマッピングが示されている。図2のグラフから、分数負荷の増加の関数としてPrxTotalが指数関数的に成長することが明らかである。
アップリンクにおける第1基準負荷値であるプランニングされた目標負荷は、PrxTargetで示され、そしてPrxTotalが第2基準負荷値であるPrxThresholdを越えた場合には過負荷状態に遭遇する。
PrxTargetそれ自体は、別の実施形態においては、2つの値、即ちPrxTargetNC(制御不能な即ちリアルタイムRTユーザのための)及びPrxTargetNRT(非リアルタイムユーザのための)に更に分割することができる。この場合には、次の関係を保持すべく定義される。PrxTarget=PrxTargetNC+PrxTargetNRT。通常、リアルタイムユーザから発生される負荷、他のユーザから発生される干渉、システムノイズ、及び最小保証ビットレートをもつ非リアルタイムユーザに起因する負荷は、PrxTargetNC以下となるようにプランニングされる。この場合に、PrxTargetNRTは、ビットレートが最小保証ビットレートを越える非リアルタイムユーザへの送信に対して指定されたビットレートによる干渉を含む。例えば、パケットスケジューリング手段PSは、最小保証ビットレートが16kビット/sのみであるリアルタイムユーザに対して64kビット/sのビットレートを割り当てる。その差64−16=48kビット/sは、負荷及び干渉PrxNRTを生じさせる差である。PrxNRTは、次いで、PrxTargetNRT以下にプランニングされ、そしてPrxNRTがPrxTargetNRTを越える場合には、NRTユーザのみの負荷制御動作しか開始できない(例えば、TPCコマンド変更、パケットスケジューリング手段PSによる最小保証ビットレートを越えるビットレートの減少、等と同様に)。次いで、PrxNCは、リアルタイムRTユーザによる負荷、最小保証ビットレートで動作するNRTユーザによる負荷、他のセルにより生じる干渉、及びシステムノイズを含むものと仮定することができ、そしてPrxNCは、PrxTargetNC以下にプランニングされる。しかしながら、この値を越える場合には、関連ユーザ即ち制御不能なリアルタイムユーザに対して負荷制御動作を開始することができる。しかしながら、ほとんどの場合には、基準値PrxTargetがリアルタイムトラフィック及び非リアルタイムトラフィックに対して分割されない。
PrxTargetそれ自体は、別の実施形態においては、2つの値、即ちPrxTargetNC(制御不能な即ちリアルタイムRTユーザのための)及びPrxTargetNRT(非リアルタイムユーザのための)に更に分割することができる。この場合には、次の関係を保持すべく定義される。PrxTarget=PrxTargetNC+PrxTargetNRT。通常、リアルタイムユーザから発生される負荷、他のユーザから発生される干渉、システムノイズ、及び最小保証ビットレートをもつ非リアルタイムユーザに起因する負荷は、PrxTargetNC以下となるようにプランニングされる。この場合に、PrxTargetNRTは、ビットレートが最小保証ビットレートを越える非リアルタイムユーザへの送信に対して指定されたビットレートによる干渉を含む。例えば、パケットスケジューリング手段PSは、最小保証ビットレートが16kビット/sのみであるリアルタイムユーザに対して64kビット/sのビットレートを割り当てる。その差64−16=48kビット/sは、負荷及び干渉PrxNRTを生じさせる差である。PrxNRTは、次いで、PrxTargetNRT以下にプランニングされ、そしてPrxNRTがPrxTargetNRTを越える場合には、NRTユーザのみの負荷制御動作しか開始できない(例えば、TPCコマンド変更、パケットスケジューリング手段PSによる最小保証ビットレートを越えるビットレートの減少、等と同様に)。次いで、PrxNCは、リアルタイムRTユーザによる負荷、最小保証ビットレートで動作するNRTユーザによる負荷、他のセルにより生じる干渉、及びシステムノイズを含むものと仮定することができ、そしてPrxNCは、PrxTargetNC以下にプランニングされる。しかしながら、この値を越える場合には、関連ユーザ即ち制御不能なリアルタイムユーザに対して負荷制御動作を開始することができる。しかしながら、ほとんどの場合には、基準値PrxTargetがリアルタイムトラフィック及び非リアルタイムトラフィックに対して分割されない。
負荷スレッシュホールドPrxThreshold及び/又は負荷ターゲットPrxTargetを越える場合には、ベースステーションBSの負荷制御手段1.LC及び無線ネットワークコントローラRNCの2.LCは、次のツールを使用することにより反応を開始する。
1.先ず始めに、各ベースステーションBSは、非リアルタイム(NRT)ユーザ及びリアルタイム(RT)ユーザの両方に対してアップリンク送信電力制御コマンドを次のようにオーバーライト/変更し始める。
−NRTユーザ(式(1))の場合:
TPC_REFERENCE
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTotal/PrxTarget]n1、
PrxTotal≦PrxThresholdのとき、及び
=1、PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦n1、又は
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTheshold/PrxTarget]n1a
*[PrxTotal/PrxTheshold]n1b、
PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦nla、0≦nlb、そして通常は、nla≦nlb。TPC_REFERENCE≧1の場合には、TPCコマンドが−1にセットされ、即ちTPC_COMMAND=−1、さもなくば、送信電力制御コマンドが+1にセットされ、即ちTPC_COMMAND=1となる。これは、送信電力が、あるステップΔTPCだけ減少される(TPC_Command=−1)か、或いはそれに対応するステップだけ増加される(TPC_Command=1)ことを意味する。
1.先ず始めに、各ベースステーションBSは、非リアルタイム(NRT)ユーザ及びリアルタイム(RT)ユーザの両方に対してアップリンク送信電力制御コマンドを次のようにオーバーライト/変更し始める。
−NRTユーザ(式(1))の場合:
TPC_REFERENCE
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTotal/PrxTarget]n1、
PrxTotal≦PrxThresholdのとき、及び
=1、PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦n1、又は
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTheshold/PrxTarget]n1a
*[PrxTotal/PrxTheshold]n1b、
PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦nla、0≦nlb、そして通常は、nla≦nlb。TPC_REFERENCE≧1の場合には、TPCコマンドが−1にセットされ、即ちTPC_COMMAND=−1、さもなくば、送信電力制御コマンドが+1にセットされ、即ちTPC_COMMAND=1となる。これは、送信電力が、あるステップΔTPCだけ減少される(TPC_Command=−1)か、或いはそれに対応するステップだけ増加される(TPC_Command=1)ことを意味する。
−RTユーザ(式(2))の場合:
TPC_REFERENCE
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]、
PrxTotal≦PrxThresholdのとき、及び
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTotal/PrxTheshold]n2、
PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦n2である。
TPC_REFERENCE≧1の場合には、TPC_COMMAND=−1、さもなくば、TPC_COMMAND=1となる。これも、同様に、送信電力が、あるステップΔTPCだけ減少される(TPC_Command=−1)か、或いはそれに対応するステップだけ増加される(TPC_Command=1)ことを意味する。
式(1)及び(2)の「考え方」及び意味は、アップリンクにおいて閉ループ電力制御が弱い電力フィードバックで更に安定化され、即ち全干渉電力レベル(PrxTotal)の増加がEb/Noの若干の減少を生じさせることである。この電力フィードバックは、一時的な過負荷状態のもとでシステム全体を安定化させる。アクティブな自セル接続(即ち各当該セルにおいてアクティブな接続)のEb/No値が減少するときには、全アップリンク干渉電力レベルも減少し、そしてシステムの状態/負荷は、実現可能及び/又は余裕の負荷領域(PrxTotalがPrxThresholdより低い)に戻される。
TPC_REFERENCE
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]、
PrxTotal≦PrxThresholdのとき、及び
=[(Eb/No)/(Eb/No_Target)][PrxTotal/PrxTheshold]n2、
PrxTotal>PrxThresholdのとき、但し、0≦n2である。
TPC_REFERENCE≧1の場合には、TPC_COMMAND=−1、さもなくば、TPC_COMMAND=1となる。これも、同様に、送信電力が、あるステップΔTPCだけ減少される(TPC_Command=−1)か、或いはそれに対応するステップだけ増加される(TPC_Command=1)ことを意味する。
式(1)及び(2)の「考え方」及び意味は、アップリンクにおいて閉ループ電力制御が弱い電力フィードバックで更に安定化され、即ち全干渉電力レベル(PrxTotal)の増加がEb/Noの若干の減少を生じさせることである。この電力フィードバックは、一時的な過負荷状態のもとでシステム全体を安定化させる。アクティブな自セル接続(即ち各当該セルにおいてアクティブな接続)のEb/No値が減少するときには、全アップリンク干渉電力レベルも減少し、そしてシステムの状態/負荷は、実現可能及び/又は余裕の負荷領域(PrxTotalがPrxThresholdより低い)に戻される。
システムが過負荷状態に直面した状態において上述した動作が適用されるときには、無線ネットワークコントローラRNCにおける負荷制御「2.LC」に過負荷状態が報告される。この場合に、負荷制御LCは、Eb/No目標値を増加するための外部ループ電力制御(PC)を拒絶し、Eb/No目標値の不必要な増加を回避する。というのは、負荷制御LCによりベアラクオリティが人為的に減少されるからである。
上記式(1)及び(2)で表わされたアルゴリズムは、負荷制御の第1段階において、システム負荷が目標負荷を越えた(即ち、PrxTotal>Target)ときに、NRTユーザのEb/Noをゆっくりと減少し始めるが、この動作は、非常に穏やかでなければならず、又は例えば、nl=0を選択することによりパラメータ化することもできる。PrxTotalがPrxThresholdを越える(即ちセクターが過負荷状態にある)場合には、負荷制御の第2段階において、パワーダウンコマンドが各NRTユーザの場合に移動ターミナルMSに送信され、この場合、NRTユーザのEb/Noは、過負荷を克服する(即ちPrxTotal<PrxThreshold)まで減少される。過負荷状態では、RTユーザのEb/Noは、式(2)で示された方法に基づいて、即ち高速閉ループPCの動作ポイントをn2*(PrxTotal−PrxThreshold)dBだけ移行することにより、穏やかに減少される。例えば、n2=0.25、PrxTotal=9dB、そしてPrxThreshold=6dBである場合には、高速閉ループPCに対するパワーアップ/ダウンスレッシュホールドは、次のようになる。
[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]*20.25≒1.2*[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]
これは、20%小さいEb/Noを指示する。
上記式(1)及び(2)で表わされたアルゴリズムは、負荷制御の第1段階において、システム負荷が目標負荷を越えた(即ち、PrxTotal>Target)ときに、NRTユーザのEb/Noをゆっくりと減少し始めるが、この動作は、非常に穏やかでなければならず、又は例えば、nl=0を選択することによりパラメータ化することもできる。PrxTotalがPrxThresholdを越える(即ちセクターが過負荷状態にある)場合には、負荷制御の第2段階において、パワーダウンコマンドが各NRTユーザの場合に移動ターミナルMSに送信され、この場合、NRTユーザのEb/Noは、過負荷を克服する(即ちPrxTotal<PrxThreshold)まで減少される。過負荷状態では、RTユーザのEb/Noは、式(2)で示された方法に基づいて、即ち高速閉ループPCの動作ポイントをn2*(PrxTotal−PrxThreshold)dBだけ移行することにより、穏やかに減少される。例えば、n2=0.25、PrxTotal=9dB、そしてPrxThreshold=6dBである場合には、高速閉ループPCに対するパワーアップ/ダウンスレッシュホールドは、次のようになる。
[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]*20.25≒1.2*[(Eb/No)/(Eb/No_Target)]
これは、20%小さいEb/Noを指示する。
又、アップリンク送信電力制御コマンド(UL TPCコマンド)をオーバーライトすることによりどの接続の電力を減少すべきかをベースステーション制御ユニット(BCU)により判断することもできる。この場合に、最も重大な接続(最大負荷ファクタLUplink又は最大測定平均値Eb/No)の電力が減少される。しかしながら、ベースステーションコントローラユニットに、各接続のEb/No及びビットレートを報告しなければならない。又、ベースステーション制御ユニットBCUは、どの接続が最も重要な接続であるかを決定し、そしてそれら接続に対するEb/No目標値をオーバーライトし、過負荷状態が生じる前よりも小さなものにする(例えば、0.5dB小さい)ことも考えられる。
特に、ベースステーションBSの高速負荷制御(第1段階)に対して考慮すべき付加的なポイントは、多数のベアラに対して実行される閉ループ電力制御PCが1つしかないことである。それ故、電力の減少は、コードチャンネルベースで行わねばならず、この場合、RT及びNRTベアラは、別々ではなく一緒に取り扱わねばならない。
特に、ベースステーションBSの高速負荷制御(第1段階)に対して考慮すべき付加的なポイントは、多数のベアラに対して実行される閉ループ電力制御PCが1つしかないことである。それ故、電力の減少は、コードチャンネルベースで行わねばならず、この場合、RT及びNRTベアラは、別々ではなく一緒に取り扱わねばならない。
ベアラのプライオリティは、プライオリティの関数としてn1(又はnlaとnlb)及びn2に対して異なる値を有する組によって処理することができる。例えば、3つの異なる値、n1=n2=1/2(最小プライオリティクラス)、n1=n2=1/4(第2プライオリティクラス)、及びn1=n2=0(最大プライオリティクラス)がある。
或いは又、n1(又はnlaとnlb)及びn2の値は、高いビットレートに対して大きな値が使用される(電力が大きいほど、平均値が減少される)ように平均使用ビットレートに依存してもよい。例えば、3つの異なる値、n1=n2=1/2(最大ビットレートクラス)、n1=n2=1/4(第2の最大ビットレートクラス)、及びn1=n2=0(最小ビットレートクラス)がある。
或いは又、n1(又はnlaとnlb)及びn2の値は、高いビットレートに対して大きな値が使用される(電力が大きいほど、平均値が減少される)ように平均使用ビットレートに依存してもよい。例えば、3つの異なる値、n1=n2=1/2(最大ビットレートクラス)、n1=n2=1/4(第2の最大ビットレートクラス)、及びn1=n2=0(最小ビットレートクラス)がある。
更に、n1及びn2の値がプライオリティ及びビットレートの両方の組合せに依存することが望まれる場合には、最も容易なやり方として、n1及びn2の計算された最大値(例えば、第2プライオリティ:n1=1/4、及び最大ビットレート:n1=1/2、この場合、n1=1/2の最終値が最大となる)を使用することが考えられる。リアルタイムRT及び非リアルタイムNRTベアラが一緒にマルチプレクスされる場合には、RTベアラが通常優勢であり、従って、TPCコマンドの変更はRTベアラに対してしか作用しない。更に、各チャンネルエレメントは、NRT接続で、PrxTotalがPrxTargetを越えるが依然としてPrxThresholdより低い(PrxTotal∈[PrxTarget、PrxThreshold])場合には、Eb/No目標値をm1(例えば、0.5dB)だけ減少し、そしてNRT接続の場合で、PrxTotalがPrxThreshold以上である場合には、m2(例えば、1dB)だけ減少し、或いはRT接続の場合で、PrxTotalがPrxThreshold以上である場合には、m3(例えば、0.5dB)だけ減少することも考えられる。
この考え方を組み込む作用は、ベースステーション制御ユニットBCU動作の必要性に取って代わる。
しかしながら、上記の例では、パラメータn1及びn2が同じ値をとるものとして説明したが、これらパラメータに対して各々異なる値を使用することもできる点に注意されたい。これは、あるトラフィック成分の優先順位、即ち選択されたパラメータ値に対するリアルタイム又は非リアルタイムのトラフィック依存性を招く。
2.パケットスケジューリング手段PSと対話し、そして非リアルタイムトラフィック(NRTトラフィック)を絞る。これは、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」により行われる。その応答において、パケットスケジューリング手段PSは、非リアルタイムトラフィック成分のビットレートを減少し、アップリンク電力増加推定装置を使用することによりPrxTotalがPrxThresholdより下がるようにする。このようにして、リアルタイムトラフィック成分即ちRTトラフィック成分は、NRTトラフィック成分と比較したときに、含蓄的に好ましいものとなる。
しかしながら、上記の例では、パラメータn1及びn2が同じ値をとるものとして説明したが、これらパラメータに対して各々異なる値を使用することもできる点に注意されたい。これは、あるトラフィック成分の優先順位、即ち選択されたパラメータ値に対するリアルタイム又は非リアルタイムのトラフィック依存性を招く。
2.パケットスケジューリング手段PSと対話し、そして非リアルタイムトラフィック(NRTトラフィック)を絞る。これは、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」により行われる。その応答において、パケットスケジューリング手段PSは、非リアルタイムトラフィック成分のビットレートを減少し、アップリンク電力増加推定装置を使用することによりPrxTotalがPrxThresholdより下がるようにする。このようにして、リアルタイムトラフィック成分即ちRTトラフィック成分は、NRTトラフィック成分と比較したときに、含蓄的に好ましいものとなる。
この点において、PrxTotalがPrxTarget+PrxDeltaを越え、PrxDeltaがゼロ以上であるときには、NRTビットレートを減少することも有益である。このような場合には、監視される負荷指示パラメータPrxTotalがPrxTarget以下の値をとり、換言すれば、PrxTarget≧PrxTotalとなるように、ビットレートが減少される。(ダウンリンク方向においても同じ種類の制御機構成が採用され、PtxTotalがPtxTarget+PtxDeltaより大きく、PtxDeltaがゼロ以上である場合には、NRTビットレートが減少される。)
3.既にネゴシエーションされたビットレートセット、即ち搬送フォーマットセット(TFS)内においてリアルタイムユーザ(RTユーザ)のビットレートを減少する。換言すれば、搬送フォーマットセットTFSにおいて搬送フォーマットTFを制限する。無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、この動作を行う。しかしながら、この点について、可変ビットレート回路交換サービスの場合でも、サービスが現在使用しているものより低いビットレートをサービスがその後に取り扱いできるかどうかを負荷制御手段LCが知る必要がある。
3.既にネゴシエーションされたビットレートセット、即ち搬送フォーマットセット(TFS)内においてリアルタイムユーザ(RTユーザ)のビットレートを減少する。換言すれば、搬送フォーマットセットTFSにおいて搬送フォーマットTFを制限する。無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、この動作を行う。しかしながら、この点について、可変ビットレート回路交換サービスの場合でも、サービスが現在使用しているものより低いビットレートをサービスがその後に取り扱いできるかどうかを負荷制御手段LCが知る必要がある。
ベースステーションBSの負荷制御「1.LC」は、アップリンクユーザの平均電力を迅速にしかもおそらくは一時的にのみ低下することによりシステム負荷に対する第1修正を行う。その後、NRT及びRTユーザのビットレートを付加的に下げると、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御「2.LC」によるシステム負荷の最終的な修正が行われる。
それ故、NRTビットレートの減少が充分でなくそしてシステムが依然として過負荷状態にある場合には、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、過負荷が克服されるまでRTユーザのビットレートを減少し始める。新たな全干渉電力をPrxThresholdに調整するのではなく、ビットレートを下げることにより、推定された新たなPrxTotalをPrxThresholdより明らかに低く一度に減少することができる。これは、システムをより安定にする(PrxThresholdについて変更しない)。この場合に、ビットレートは、推定される新たなPrxTotalが、ある余裕分だけPrxThresholdより低くなるまで、即ちPrxTotal<PrxThreshold−PrxOffsetとなるまで減少される。但し、PrxOffsetは、ゼロとPrxThreshold−PrxTargetとの間である。
それ故、NRTビットレートの減少が充分でなくそしてシステムが依然として過負荷状態にある場合には、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、過負荷が克服されるまでRTユーザのビットレートを減少し始める。新たな全干渉電力をPrxThresholdに調整するのではなく、ビットレートを下げることにより、推定された新たなPrxTotalをPrxThresholdより明らかに低く一度に減少することができる。これは、システムをより安定にする(PrxThresholdについて変更しない)。この場合に、ビットレートは、推定される新たなPrxTotalが、ある余裕分だけPrxThresholdより低くなるまで、即ちPrxTotal<PrxThreshold−PrxOffsetとなるまで減少される。但し、PrxOffsetは、ゼロとPrxThreshold−PrxTargetとの間である。
アップリンクビットレートの減少は、常に、時間浪費なものである。というのは、ビットレートの変更を各移動ステーションMSにシグナリングしなければならないからである。RTユーザのビットレートの減少は、使用する公平さの方針に基づいてビットごとに異なるやり方で行うことができる。それ故、最も重要な接続(最大負荷ファクタ)のビットレートは、干渉の少ない接続のビットレートに等しいか又はそれ以上で比例的に減少される。このような計算は、ここで説明しない電力増加推定手段の使用に基づく。上述したビットレート減少方法は、次のように公式化することができる。
(PrxTotal>PrxThreshold−PrxOffset)である間に、負荷ファクタが最大のRTユーザのビットレートを、TFS内にあると考えられる以前のビットレートに減少し、次いで、終了となる。
(PrxTotal>PrxThreshold−PrxOffset)である間に、負荷ファクタが最大のRTユーザのビットレートを、TFS内にあると考えられる以前のビットレートに減少し、次いで、終了となる。
4.受け入れ制御手段ACを経て、搬送フォーマットセットTFSのビットレートセットにないビットレートを下げるか、又はNRTサービスの最小ビットレートを下げるようにRTサービスを再ネゴシエーションする。
これは、以前の負荷制御動作が充分な負荷減少を生じない場合に、無線ネットワークコントローラの負荷制御手段により行われる。この動作は、他の点では、以前の動作と同様であるが、ここでは、ビットレートが、受け入れ制御手段ACにより低い状態に再ネゴシエーションされるよう試みられる。しかしながら、この動作は、時間浪費であり、一時的/即座の過負荷に対して役立たない。
これは、以前の負荷制御動作が充分な負荷減少を生じない場合に、無線ネットワークコントローラの負荷制御手段により行われる。この動作は、他の点では、以前の動作と同様であるが、ここでは、ビットレートが、受け入れ制御手段ACにより低い状態に再ネゴシエーションされるよう試みられる。しかしながら、この動作は、時間浪費であり、一時的/即座の過負荷に対して役立たない。
5.ある数の次々に受信される無線フレーム(各々10ms巾の)がいわゆる不良フレームであって、その送信が「OKでない」場合に、アップリンクULデータ送信を一時的に停止する。これは、k1個の次々のダウンリンクDL無線フレームが「OKでない」(k1は例えば10である)場合に、移動ステーションMSは、アップリンクにおいてデータ送信を停止し(専用の物理的データチャンネルDPDCHがディスエイブルされる)、そして専用の物理的制御チャンネルDPCCHのみがアクティブに維持される。移動ステーションMSがk2個の次々の無線フレーム(10ms巾の)を再び受信し、k2が例えば2である場合には、アップリンク送信が再びイネーブルされる。このような動作は、アップリンク及びダウンリンクが過負荷になったときに有益である。というのは、この場合に、無線ネットワークコントローラの負荷制御手段から移動ステーションへの層3シグナリングが失敗となるからである。
6.制御された形態でコールをドロップする。ビットレートをもはや低いレベルに再ネゴシエーションすることができず、そしてシステムが依然として過負荷状態にあって、PrxTotal>Prxthresholdを意味する場合には、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、システム負荷がPrxthreshold−PrxOffsetより低くなるまで、ランダムに選択されたRTユーザ又は最大の負荷ファクタ(最も重要な接続)を有するRTユーザをドロップし、ここで、PrxOffsetはゼロでもよい。
アップリンクにおけるコールのドロップは、移動ステーションMSが層3シグナリングにより接続を停止するように信号されるときには、非常に時間浪費となる。これは、接続が不連続送信モードDTXに入れられそしてパワーダウンコマンドが移動ステーションMSのみに送信されるようにすることもできる。
アップリンクにおけるコールのドロップは、移動ステーションMSが層3シグナリングにより接続を停止するように信号されるときには、非常に時間浪費となる。これは、接続が不連続送信モードDTXに入れられそしてパワーダウンコマンドが移動ステーションMSのみに送信されるようにすることもできる。
動作即ち方法段階各々(2)ないし(6)は、以下に非常に簡単に接続する。(動作(3)は常に可能でないことに注意されたい。というのは、無線ネットワークコントローラは、アプリケーション自体が高いビットレートを要求する場合に現在(RT)アプリケーションがその搬送フォーマットセット内の低いビットレートを許容できるかどうか必ずしも知らないからである。)
PrxTotal=PrxNc+PrxNrt>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated=PrxNc+ΔPrxNrt=PrxNc+PrxNrtnew−PrxNrtold≦PrxThresholdとなるまで、NRTビットレートを減少する。
依然としてPrxEstimated>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated≦PrxThresholdとなるまで、ビットレートを下げるようにRTビットレートを再ネゴシエーションするように試みる。
依然としてPrxEstimated>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated≦PrxThresholdとなるまで、最も重要なベアラ(最小プライオリティ/最大負荷ファクタ)をドロップ/停止する。
PrxTotal=PrxNc+PrxNrt>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated=PrxNc+ΔPrxNrt=PrxNc+PrxNrtnew−PrxNrtold≦PrxThresholdとなるまで、NRTビットレートを減少する。
依然としてPrxEstimated>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated≦PrxThresholdとなるまで、ビットレートを下げるようにRTビットレートを再ネゴシエーションするように試みる。
依然としてPrxEstimated>PrxThresholdである場合には、PrxEstimated≦PrxThresholdとなるまで、最も重要なベアラ(最小プライオリティ/最大負荷ファクタ)をドロップ/停止する。
上記方法段階は、第1のPrxNrtがパケットスケジューリング手段PSによりΔPrxNrtの量だけ減少されるように解釈することができる。従って、推定される新たな全電力は、PrxEstimated=PrxTotal+ΔPrxNrtとなり、これが依然としてPrxThresholdより高い場合には、RTユーザのビットレートがそれらの搬送フォーマットセットTFS内で減少される。それが充分でない場合でも、あるRTユーザのビットレートは、再ネゴシエーションされるよう試みられる。当然ながら、最後に全てのNRTトラフィックが絞られ、そして新たに測定されたPrxTotalが無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段によりOverLoadIndication(RR指示に基づく)を用いることによりベースステーションBSの負荷制御手段から受信された場合には、RTユーザのビットレートに到達され、等々となる。
D)II)ダウンリンク負荷制御方法
以下、ダウンリンク負荷制御を実施する簡単な方法を説明する。ダウンリンク負荷制御のタスクは、セクター(例えば、ベースステーションのセル)の全ダウンリンク送信電力を、無線ネットワークプランニングRNPにより与えられ及び/又は設定された第2基準負荷値(PtxThreshold)である所与の負荷スレッシュホールドより低く保持することである。この負荷スレッシュホールドPtxThresholdは、これを越えると、ダウンリンク送信DLが過負荷となり、全送信電力が著しいものとなることを意味する限界であると考えられる。ダウンリンクDLにおいては、アップリンクULの場合と同じシグナリングが無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段とBSの負荷制御手段との間に使用される。(シグナリングの原理は、次の章で説明する。)又、ダウンリンク負荷制御方法は、実現される機能及び達成される効果については、アップリンクで採用されたものと厳密に関連している。
以下、ダウンリンク負荷制御を実施する簡単な方法を説明する。ダウンリンク負荷制御のタスクは、セクター(例えば、ベースステーションのセル)の全ダウンリンク送信電力を、無線ネットワークプランニングRNPにより与えられ及び/又は設定された第2基準負荷値(PtxThreshold)である所与の負荷スレッシュホールドより低く保持することである。この負荷スレッシュホールドPtxThresholdは、これを越えると、ダウンリンク送信DLが過負荷となり、全送信電力が著しいものとなることを意味する限界であると考えられる。ダウンリンクDLにおいては、アップリンクULの場合と同じシグナリングが無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段とBSの負荷制御手段との間に使用される。(シグナリングの原理は、次の章で説明する。)又、ダウンリンク負荷制御方法は、実現される機能及び達成される効果については、アップリンクで採用されたものと厳密に関連している。
1.DLにおいて過負荷に遭遇した場合、即ちPtxTotalがPtxThresholdを越えた場合には、ベースステーションBSの負荷制御手段LCが過負荷指示を各アクティブなチャンネルエレメントに送信する。この指示は、PtxTotal又はPtxTotal/PtxThresholdを含む。従って、各チャンネルエレメントにおいて、高速閉ループ電力制御(PC)は、NRTユーザ及びRTユーザの両方に対しダウンリンクDL送信電力コマンド(TPCコマンド)を拒絶し始める。PtxTotalがPtxThresholdを越える場合には、NRTユーザの送信電力が各スロットにおいて高速閉ループPCステップサイズで低下(減少)され、そしてRTユーザの電力は、減少されるか又は同じに保たれる(通常電力制御PC動作が電力増加である場合には変更されず、少なくとも電力を増加しない)。この方法を使用することにより、セクターの全送信ダウンリンクDL電力は、PtxThresholdを越えることがない。これは、ベースステーションBSにおいて実施される提案された高速ダウンリンクDL負荷制御方法である。
セクターの全測定送信電力がPtxTargetとPtxThresholdとの間(即ち、図2のいわゆる余裕負荷領域)にある場合には、NRTユーザに対して低速且つ下向きバイアスの電力制御が使用される。これは、「−1」であるn3(例えば、n3=1)の連続TPCコマンドが受信された場合には電力が減少され、そして「+1」であるn4(例えば、n4=2)の連続TPCコマンドが受信された場合だけ電力が上昇即ち増加されるが、さもなくば、電力はそのままである。ダウンリンク電力制御が余裕負荷領域において非バイアスであることが望まれる場合には、n3及びn4が同一に選択される。このような低速電力制御の背後にある考え方は、電力の急激な変化を防止するものである。
更に、線形電力増幅器の限界(ベースステーションBSの最大送信電力)に到達することが考えられる。この場合には、全ダウンリンク送信電力PtxTotalをもはや増加することができず、各ユーザの送信電力が同じ割合で含蓄的に減少され、PtxTotalが最大BS送信電力に等しくなるようにされる。
2.パケットスケジューリング手段PSと対話しそして非リアルタイム(NRT)トラフィックを絞る。これは、無線ネットワークコントローラRNCに配置された負荷制御手段LCによって行われる。パケットスケジューリング手段PSは、NRTビットレートを減少し、PtxTotalがPtxThresholdより低くなるようにする。これは、ダウンリンク電力増加推定装置を使用して行われる。
2.パケットスケジューリング手段PSと対話しそして非リアルタイム(NRT)トラフィックを絞る。これは、無線ネットワークコントローラRNCに配置された負荷制御手段LCによって行われる。パケットスケジューリング手段PSは、NRTビットレートを減少し、PtxTotalがPtxThresholdより低くなるようにする。これは、ダウンリンク電力増加推定装置を使用して行われる。
3.既にネゴシエーションされたビットレートセットにおいて、即ち搬送フォーマットセット(TFS)内で、リアルタイムRTユーザのビットレートを減少する。無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCは、この動作に作用する。ビットレートは、ダウンリンクDL送信電力がPtxThreshold又はPtxThreshold−PtxOffsetより低くなるように減少される。後者の場合に、ダウンリンクDLの全送信電力は、所与の余裕分だけ負荷スレッシュホールドより低く減少されて、新たな過負荷状態を直ちに防止する。
RTユーザのDLビットレートの減少は、負荷制御手段が、各リアルタイム(RT)ユーザに、搬送フォーマットセットTFS内で考えられる低いビットレートを使用するよう命令するか、或いは負荷制御手段LCが、最も重要なRTベアラ(最大DLパーチEc/Io又は最大平均送信電力(この情報がDLに得られれば)を有する)のみに、その搬送フォーマットセットTFS内のビットレートを減少するよう命令するように実施することができる。後者が提案される。計算は、ダウンリンク電力割り当ての使用をベースとする。ダウンリンクDLにおけるビットレート減少方法のこの点に関する方法段階は、次のように表わすことができる。
(PtxTotal>PtxThreshold−PtxOffset)の間に、平均送信電力がTFS内の以前の考えられるビットレートに対して最大であるRTユーザのビットレートを減少し、次いで、終了する。
RTユーザのDLビットレートの減少は、負荷制御手段が、各リアルタイム(RT)ユーザに、搬送フォーマットセットTFS内で考えられる低いビットレートを使用するよう命令するか、或いは負荷制御手段LCが、最も重要なRTベアラ(最大DLパーチEc/Io又は最大平均送信電力(この情報がDLに得られれば)を有する)のみに、その搬送フォーマットセットTFS内のビットレートを減少するよう命令するように実施することができる。後者が提案される。計算は、ダウンリンク電力割り当ての使用をベースとする。ダウンリンクDLにおけるビットレート減少方法のこの点に関する方法段階は、次のように表わすことができる。
(PtxTotal>PtxThreshold−PtxOffset)の間に、平均送信電力がTFS内の以前の考えられるビットレートに対して最大であるRTユーザのビットレートを減少し、次いで、終了する。
4.受け入れ制御手段ACにより、搬送フォーマットセットTFSのビットレートセットにないビットレートを下げるか、又はNRTサービスの最小ビットレートを下げるようにRTサービスを再ネゴシエーションする。これは、以前の負荷制御動作が不充分及び/又は充分でない場合に無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCにより行われる。この動作は、他の点では以前の動作と同様であるが、ここでは、受け入れ制御手段ACによってビットレートが低い状態に再ネゴシエーションされるよう試みられる。ビットレートの再ネゴシエーションは、むしろ低速な動作である(例えば、1s)。というのは、それは、負荷制御手段LCから受け入れ制御手段ACへそして更にコール制御手段(CC、図示せず)へ評価付けされそして移動ターミナルMSへシグナリングされねばならないからである。
5.ある(例えば最も重要な)リアルタイムユーザのダウンリンクDLデータ送信を一時的に停止する。これは、ダウンリンクにおいて専用の物理的データチャンネルDPDCHがターンオフ(ディスエイブル)され、そしてダウンリンクにおいて専用の物理的制御チャンネルDPCCHのみがアクティブな状態に維持されることを意味する。この手段が負荷の減少に貢献し、ある時間(例えばタイミング手段により測定された)の後に、システムがもはや過負荷状態でなくなる場合には、ダウンリンクDPDCHを再アクチベートすることができるが、さもなくば、ある時間の経過後に、DPCCHもディスエイブルされ、従って、ユーザは、(完全に)ドロップされ即ち切断される。
6.制御された形態でコールをドロップする。ビットレートをもはや低いレベルに再ネゴシエーションすることができず、そしてシステムが依然として過負荷状態にあって、PtxTotal>PtxThresholdであることを意味する場合には、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、システム負荷がPtxThreshold−PtxOffsetより低くなるまで、ランダムに選択されたRTユーザ又は最大負荷ファクタを有するRTユーザをドロップし(即ち、ドロップするようにベースステーションBSに命令し)、ここで、PtxOffsetはゼロにすることができる。ダウンリンクDLにおいてコールをドロップすることは、アップリンクULの場合より相当に容易である。というのは、移動ターミナルMSにこのことをシグナリングする必要がなく、ベースステーションBSは、その移動ターミナルMSへの送信を単に停止できるからである。上述しなかったが、多数のRTユーザが最大負荷ファクタを有する場合には、それらの中で、ドロップされるべきRTユーザ接続を選択するようにランダムな選択が行われ、上述した手段を組合せできることを理解されたい。もちろん、アップリンク負荷制御においても、これら手段の同じ組合せが可能である。
各ベースステーションBSの考えられる最大送信電力(線形電力増幅器LPAの最大出力)は、例えば、20W(43.0dBm)程度である。従って、PtxTargetは、明らかにこの値より低いが、PtxThresholdは、線形電力増幅器LPA出力の最大値と同じになるように選択されるのがおそらく妥当であろう。セクター(セル)ごとにPtxTarget及びPtxThresholdを適切に設定することは非常に困難であり、無線ネットワークプランニングRNPに委ねられる。本発明者の経験により適用できると思われる幾つかの初期値を、例示的な値として以下に示す。PrxTarget 15W(41.8dBm)及びPtxThreshold 20W(43.0dBm)。最初の実験結果に基づき、PtxTotalは、トラフィックの関数として相当に変化し得る(数十ワット)。これは、インテリジェントな受け入れ制御を困難にするが、ダウンリンク負荷制御を使用する必要性を強調する。
E)負荷に関連したメッセージ及びシグナリング
全部で2つの異なる負荷関連メッセージが各ベースステーションBSからIubインターフェイスを経て無線ネットワークコントローラRNCへ送信される。
a)簡単な無線リソース(RR)指示手順
これは、Iubを経て(層3シグナリングを用いて)周期的にセル特有の報告を行う手順、即ち周期的に監視される負荷指示パラメータを報告する手順しかないことを意味する。負荷情報更新周期は、充分に短くなければならない(最大限、平均パケットスケジューリング周期と同程度)。しかしながら、特に、過負荷の場合(基準負荷値を越えた場合)には、ある負荷情報又は少なくとも過負荷指示をネットワークの現在状態の指示としてベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCへ直ちに(例えば、10−30msごとに)報告する必要性が、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCにとって重要である。同様に、パケットスケジューリング手段には、正しいパッキング判断を行うために、更新された負荷情報を与えねばならない。
しかしながら、このメッセージ/シグナリング量及び応答の必要性は、ハードウェアリソースではうまくいかない。それ故、過負荷状態に対する個別の負荷報告手順が必要とされる。
全部で2つの異なる負荷関連メッセージが各ベースステーションBSからIubインターフェイスを経て無線ネットワークコントローラRNCへ送信される。
a)簡単な無線リソース(RR)指示手順
これは、Iubを経て(層3シグナリングを用いて)周期的にセル特有の報告を行う手順、即ち周期的に監視される負荷指示パラメータを報告する手順しかないことを意味する。負荷情報更新周期は、充分に短くなければならない(最大限、平均パケットスケジューリング周期と同程度)。しかしながら、特に、過負荷の場合(基準負荷値を越えた場合)には、ある負荷情報又は少なくとも過負荷指示をネットワークの現在状態の指示としてベースステーションBSから無線ネットワークコントローラRNCへ直ちに(例えば、10−30msごとに)報告する必要性が、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCにとって重要である。同様に、パケットスケジューリング手段には、正しいパッキング判断を行うために、更新された負荷情報を与えねばならない。
しかしながら、このメッセージ/シグナリング量及び応答の必要性は、ハードウェアリソースではうまくいかない。それ故、過負荷状態に対する個別の負荷報告手順が必要とされる。
b)過負荷指示手順
この過負荷指示は、PrxTotal、PtxTotalに関する情報と、最も重要な接続に関する考えられる負荷情報とを含む(少なくとも、コードID、ビットレート及び測定されたEb/No、或いは直接的な負荷ファクタLUplink=Eb/Noを処理利得で除算したもの)。
これは、各ベースステーションBSの負荷制御手段「1.LC」により無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」に送信され、非リアルタイムNRTトラフィックを絞り、搬送フォーマットセットTFS内のリアルタイムRTコールに対するビットレートを減少するか又はビットレートを再ネゴシエーションし、或いは制御可能な形態でコールをドロップする。このメッセージを受信した後、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、受け入れ制御手段AC及び無線ネットワークコントローラRNCの外部ループ電力制御PCの手段に過負荷について報告する。この場合、受け入れ制御手段ACは、新たなベアラを受け入れず、そして外部ループPCの手段は、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段が過負荷指示をキャンセル及び/又は無効化するまでEb/No目標値を増加しない。非常に短い応答要求は、過負荷指示メッセージが最初に負荷制御に向けられる場合に、電力制御PC及びパケットスケジューリング手段PSに接近した負荷制御手段を探索するようサポートする。
この過負荷指示は、PrxTotal、PtxTotalに関する情報と、最も重要な接続に関する考えられる負荷情報とを含む(少なくとも、コードID、ビットレート及び測定されたEb/No、或いは直接的な負荷ファクタLUplink=Eb/Noを処理利得で除算したもの)。
これは、各ベースステーションBSの負荷制御手段「1.LC」により無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」に送信され、非リアルタイムNRTトラフィックを絞り、搬送フォーマットセットTFS内のリアルタイムRTコールに対するビットレートを減少するか又はビットレートを再ネゴシエーションし、或いは制御可能な形態でコールをドロップする。このメッセージを受信した後、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段「2.LC」は、受け入れ制御手段AC及び無線ネットワークコントローラRNCの外部ループ電力制御PCの手段に過負荷について報告する。この場合、受け入れ制御手段ACは、新たなベアラを受け入れず、そして外部ループPCの手段は、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段が過負荷指示をキャンセル及び/又は無効化するまでEb/No目標値を増加しない。非常に短い応答要求は、過負荷指示メッセージが最初に負荷制御に向けられる場合に、電力制御PC及びパケットスケジューリング手段PSに接近した負荷制御手段を探索するようサポートする。
外部ループ電力制御PC動作を拒絶するためにフレーム制御層シグナリングFCLを使用することにより各チャンネルエレメントから無線ネットワークコントローラRNCの外部ループ電力制御PCの手段へ過負荷指示を送信することもできる(上記とは別の形態として)。しかしながら、これは、著しいシグナリングオーバーヘッドを生じ、それ故、無線リソースRR指示手順(層3シグナリング)が好ましく、それで充分である。
F)アップリンク負荷制御及び関連シグナリングの例
図3(図3Aないし3C)には、ここに提案する負荷制御方法の原理がアップリンクにおいてグラフ式に示されている。
水平の次元は、負荷制御方法段階に関連した異なる無線リソース管理RRMファンクション(及び/又はそれに対応する装置)を示している。垂直の次元は、時間を表し、ひいては、異なる負荷制御方法段階が実行されるとき、即ち各動作が行われるときを示している。
F)アップリンク負荷制御及び関連シグナリングの例
図3(図3Aないし3C)には、ここに提案する負荷制御方法の原理がアップリンクにおいてグラフ式に示されている。
水平の次元は、負荷制御方法段階に関連した異なる無線リソース管理RRMファンクション(及び/又はそれに対応する装置)を示している。垂直の次元は、時間を表し、ひいては、異なる負荷制御方法段階が実行されるとき、即ち各動作が行われるときを示している。
この図は、ベースステーションBSの負荷制御手段「1.LC」において過負荷に遭遇したときに(PrxTotal>PrxThreshold)、必要な情報(測定された即ち監視されたPrxTotal及び負荷スレッシュホールドPrxThreshold、或いはPrxTotalをPrxThresholdで除算したもの)を含む過負荷指示(「制限情報」)が高速閉ループ電力制御PCの手段(各チャンネルエレメントに対して設けられた)に送られるものとして解釈することができる(図3A)。次いで、閉ループ電力制御PCの手段は、上述した方法段階を使用することにより通常の送信電力制御TPCコマンドをオーバーライトし、そして各ベースステーションBSの負荷制御手段LCに確認メッセージを返送する。その後、必要な負荷情報(PrxTotal等)を含む過負荷指示がBSAPインターフェイス(層3シグナリング)を経て無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCへ送信される。
次いで(図3B参照)、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCは、受け入れ制御手段AC、パケットスケジューリング手段PS及び外部ループ電力制御PCの手段にこの過負荷指示を与え、そして上述した負荷制御動作が無線ネットワークコントローラRNC側で行われる(即ち、NRT及びRTビットレートの減少等)。
又、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段は、過負荷が通知されたBSのLCに確認を送信する(図3C)。
図3は、ここに提案する方法をアップリンク方向について例示しているが、ダウンリンク方向にも同様のシグナリング及び動作が生じることを理解されたい。
又、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段は、過負荷が通知されたBSのLCに確認を送信する(図3C)。
図3は、ここに提案する方法をアップリンク方向について例示しているが、ダウンリンク方向にも同様のシグナリング及び動作が生じることを理解されたい。
G)考えられる変更
以上、ここに提案する方法に関連して使用するために、UL及びDLにおける1つの負荷スレッシュホールド、即ちPrxThreshold及びPtxThresholdのみについて説明した。しかしながら、2つのスレッシュホールドを使用することも考えられる。即ち、2つのスレッシュホールドが使用される場合に、アップリンクULのPrxThreshold_1及びダウンリンクDLのPtxThreshold_1は、過負荷状態の早期防止に使用され、そしてより高いスレッシュホールドであるアップリンクULのPrxThreshold_2及びダウンリンクDLのPtxThreshold_2は、それを越えるとシステムが過負荷になる実際の過負荷限界である。例えば、アップリンクULの過負荷状態においては、分数負荷が若干増加すると、干渉電力が著しく増加し、従って、システム容量が低下する。システムが実現可能な負荷領域で動作するときには、システム容量は、分数負荷の変化に著しく敏感ではない。2つのスレッシュホールドの背後にある考え方は、過負荷の防止を改善することである。しかしながら、1つのスレッシュホールドのみを使用する方が、取扱が容易である。
以上、ここに提案する方法に関連して使用するために、UL及びDLにおける1つの負荷スレッシュホールド、即ちPrxThreshold及びPtxThresholdのみについて説明した。しかしながら、2つのスレッシュホールドを使用することも考えられる。即ち、2つのスレッシュホールドが使用される場合に、アップリンクULのPrxThreshold_1及びダウンリンクDLのPtxThreshold_1は、過負荷状態の早期防止に使用され、そしてより高いスレッシュホールドであるアップリンクULのPrxThreshold_2及びダウンリンクDLのPtxThreshold_2は、それを越えるとシステムが過負荷になる実際の過負荷限界である。例えば、アップリンクULの過負荷状態においては、分数負荷が若干増加すると、干渉電力が著しく増加し、従って、システム容量が低下する。システムが実現可能な負荷領域で動作するときには、システム容量は、分数負荷の変化に著しく敏感ではない。2つのスレッシュホールドの背後にある考え方は、過負荷の防止を改善することである。しかしながら、1つのスレッシュホールドのみを使用する方が、取扱が容易である。
UL及びDLに各々2つのスレッシュホールドがある場合には、アップリンクULの低いスレッシュホールドPrxThreshold_1及びダウンリンクDLの低いスレッシュホールドPtxThreshold_1より負荷が増加すると、第1の負荷制御動作(主として、負荷制御の必要性のみに対する付加的な周波数間ハンドオーバー、及び各ベースステーションBSの負荷制御手段により行われる判断に基づくNRTユーザの迅速な電力減少)がトリガーされる。無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段により行われる「通常」の負荷制御動作は、監視された負荷が、大きい方のスレッシュホールド即ちアップリンクULのPrxThreshold_2及びダウンリンクDLのPtxThreshold_2を越える場合にのみ行われる。
1つのスレッシュホールドだけしかもたない場合の効果は、2つのスレッシュホールドの場合に比して明らかに簡単なことであるが、それでも、必要に応じてそれを実現することができる。
1つのスレッシュホールドだけしかもたない場合の効果は、2つのスレッシュホールドの場合に比して明らかに簡単なことであるが、それでも、必要に応じてそれを実現することができる。
更に、別の搬送波への周波数間ハンドオーバーを使用することも考えられる。セルの他の層が当該セルほど負荷がかからない場合には、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCは、あるユーザを、ハンドオーバー制御を用いてその周波数へ「移動」させることができる。これは、異なる層の負荷を安定化することができる。
又、Eb/No目標値の減少をアップリンクUL負荷制御に使用することができる。これは、基本的に、実行するのが極めて容易である。というのは、負荷制御手段LCと外部ループ電力制御PCの手段の両方が無線ネットワークコントローラRNCに配置されるからである。しかしながら、ここでは、ベースステーションBSの負荷制御手段LCによる送信電力制御コマンド(TPCコマンド)のオーバーライト/変更と、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCによるビットレートの減少との組合せで充分であると考えられ、Eb/No目標値の付加的な減少は、ある程度の「混乱」を引き起こす。
又、Eb/No目標値の減少をアップリンクUL負荷制御に使用することができる。これは、基本的に、実行するのが極めて容易である。というのは、負荷制御手段LCと外部ループ電力制御PCの手段の両方が無線ネットワークコントローラRNCに配置されるからである。しかしながら、ここでは、ベースステーションBSの負荷制御手段LCによる送信電力制御コマンド(TPCコマンド)のオーバーライト/変更と、無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段LCによるビットレートの減少との組合せで充分であると考えられ、Eb/No目標値の付加的な減少は、ある程度の「混乱」を引き起こす。
ベースステーションBSの負荷制御手段LCを使用することは、ベースステーション制御ユニットBCUが、TPCコマンドが変更されるべきユーザ(コードチャンネル)を選択するという点で集中的な形態で行うこともできるし、或いは各チャンネルエレメントが同じ方法を独立して使用して過負荷の場合にTPCコマンドを変更するという点で分散的な形態で行うこともできる。前者の方法は、ベースステーションBSにおいて非常に多くのシグナリングを必要とするが、プライオリティを考慮する場合には便利である。しかしながら、各チャンネルエレメントに使用される高速閉電力制御方法に、ベースステーション制御ユニットBCUを介在せずに、異なるプライオリティを組み込むこともできる。ここに提案する方法は、簡単で且つ非常に容易に実施できることから、主として分散型方法に向けられた。
PtxTotal>PtxTargetの場合にNRTユーザのDL送信電力に基づいて最大値を制限することもできる。これは、例えば、PtxTotalがPtxTargetより高い場合に、接続の最大送信電力が5dB減少されることを意味する。
PtxTotal>PtxTargetの場合にNRTユーザのDL送信電力に基づいて最大値を制限することもできる。これは、例えば、PtxTotalがPtxTargetより高い場合に、接続の最大送信電力が5dB減少されることを意味する。
H)添付資料
負荷制御に使用される全ての上記電力、例えば、PrxTotal、PrxTarget及びPrxThreshold(ULの場合)は、ノイズ上昇、即ちシステムノイズを越える広帯域干渉電力(電力をシステムノイズで除算した)である。この添付資料は、使用するパラメータ間の関係を定義するものである。
−他セル対自セルの干渉比i:
i=Prx_oth/Prx_own
=(PrxTotal−Prx_own−P_N)/Prx_own
−ノイズ上昇NR:
但し、Mはユーザの数であり、Wは帯域巾であり、ρはEb/Noであり、Rはビットレートを表わし、Luplinkはセクターの全アップリンク負荷ファクタを表わし、そしてP_Nはシステムノイズを表わす。
負荷制御に使用される全ての上記電力、例えば、PrxTotal、PrxTarget及びPrxThreshold(ULの場合)は、ノイズ上昇、即ちシステムノイズを越える広帯域干渉電力(電力をシステムノイズで除算した)である。この添付資料は、使用するパラメータ間の関係を定義するものである。
−他セル対自セルの干渉比i:
i=Prx_oth/Prx_own
=(PrxTotal−Prx_own−P_N)/Prx_own
−ノイズ上昇NR:
−分数負荷:
−ノイズより高い純粋な干渉電力:
Prx_interference=(PrxTotal−P_N)/P_N=(1/(1−η))−1
=η/(1−η)
無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段は、過負荷状態を克服するためにどの接続のビットレートをどれほど減少すべきかを判断するときにアップリンク電力推定手段を使用する。
PrxTagetの妥当な値は、3.5dBであり、そしてPrxThresholdは、5dBである。従って、各分数負荷は、0.55及び0.68である。従って、分数負荷が0.55から0.68に22%増加すると、全干渉レベルが3.5dBから5dBへ41%増加する。このことは、負荷制御方法の重要性を強調する。ノイズ上昇と分数負荷との間の簡単な変換表及び分数負荷に対するノイズ上昇の導関数を以下のテーブルに示す。
Prx_interference=(PrxTotal−P_N)/P_N=(1/(1−η))−1
=η/(1−η)
無線ネットワークコントローラRNCの負荷制御手段は、過負荷状態を克服するためにどの接続のビットレートをどれほど減少すべきかを判断するときにアップリンク電力推定手段を使用する。
PrxTagetの妥当な値は、3.5dBであり、そしてPrxThresholdは、5dBである。従って、各分数負荷は、0.55及び0.68である。従って、分数負荷が0.55から0.68に22%増加すると、全干渉レベルが3.5dBから5dBへ41%増加する。このことは、負荷制御方法の重要性を強調する。ノイズ上昇と分数負荷との間の簡単な変換表及び分数負荷に対するノイズ上昇の導関数を以下のテーブルに示す。
テーブル:ノイズ上昇−分数負荷のマッピング
ノイズ上昇 分数負荷 d(ノイズ上昇)/d(分数負荷)
0dB 0
3dB 0.5 6dB
4dB 0.6 8dB
5dB 0.68 10dB
6dB 0.75 12dB
7dB 0.8 14dB
8dB 0.84 16dB
9dB 0.87 18dB
10dB 0.9 20dB
20dB 0.99 40dB
アップリンク電力増加推定値を計算する方法は、分数負荷に対するノイズ上昇の導関数を次のように使用することである。
ノイズ上昇 分数負荷 d(ノイズ上昇)/d(分数負荷)
0dB 0
3dB 0.5 6dB
4dB 0.6 8dB
5dB 0.68 10dB
6dB 0.75 12dB
7dB 0.8 14dB
8dB 0.84 16dB
9dB 0.87 18dB
10dB 0.9 20dB
20dB 0.99 40dB
アップリンク電力増加推定値を計算する方法は、分数負荷に対するノイズ上昇の導関数を次のように使用することである。
本発明は、少なくとも1つの無線ターミナルと、少なくとも1つの無線トランシーバ装置とを備えたテレコミュニケーションネットワークのトラフィック負荷制御方法であって、各無線トランシーバ装置は、ネットワーク制御装置により制御される上記ネットワークのセルを形成し、上記方法は、各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、上記各セルの負荷を監視し、そして負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作するという段階を含む方法を提案する。従って、本発明は、ある基準負荷値を越える状態の間に、電力制御、例えば、送信電力コマンドを操作することによりベースステーションセクターごとに負荷が制御されるという点で高速負荷制御方法を提案する。更に、このような負荷の減少は、例えば、ビットレートを再ネゴシエーションすることにより補足することができる。ここに提案する方法では、必要な負荷余裕を減少して、システム容量を効果的に増加することができる。
上記説明及び添付図面は、本発明を一例として示すに過ぎないことを理解されたい。従って、本発明の好ましい実施形態は、請求の範囲内で変更し得る。
上記説明及び添付図面は、本発明を一例として示すに過ぎないことを理解されたい。従って、本発明の好ましい実施形態は、請求の範囲内で変更し得る。
Claims (12)
- 少なくとも1つの無線ターミナル(MS)と、少なくとも1つの無線トランシーバ装置(BS)とを備えたテレコミュニケーションネットワークのトラフィック負荷制御方法であって、各無線トランシーバ装置(BS)は、ネットワーク制御装置(RNC)により制御される上記ネットワークのセルを形成し、上記方法は、
各セルの負荷に対して第1基準負荷値を設定し、
上記各セルの負荷を監視し、そして
負荷が第1基準負荷値を越えるのに応答して、セルの送信電力レベルを減少するように電力制御を操作する、
という段階を含むことを特徴とする方法。 - 上記電力制御は、ネットワークの電力制御エンティティと無線ターミナルとの間に送信される電力制御メッセージを操作することにより操作される請求項1に記載の方法。
- 上記第1基準負荷値以上の第2基準負荷値を設定する段階を含む請求項1に記載の方法。
- 上記監視は、周期的に行われる請求項1に記載の方法。
- 上記監視される負荷の指示パラメータが上記第1基準負荷値を越える時間中には、そうでないときよりも、監視時間が短い請求項4に記載の方法。
- 上記トラフィックは、非リアルタイム(NRT)トラフィック成分と、リアルタイム(RT)トラフィック成分とを有する請求項1に記載の方法。
- 負荷が第2基準負荷値を越えるのに応答して、更に、少なくとも1つの接続に対するビットレートのような接続パラメータを減少するためのネゴシエーションを開始する請求項3に記載の方法。
- 負荷が第2基準負荷値を越えるのに応答して、更に、少なくとも1つの接続をセルから除去する手順をスタートする請求項3又は7に記載の方法。
- 上記接続は、これを別のセルに引き渡すことによりセルから除去される請求項8に記載の方法。
- 上記接続は、それを終了させることによりセルから除去される請求項8に記載の方法。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の方法を実施するよう構成されたテレコミュニケーションネットワークの無線トランシーバ装置(BS)。
- 請求項7ないし10のいずれかに記載の方法を実施するよう構成されたテレコミュニケーションネットワークの制御要素(RNC)。
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-
2006
- 2006-08-23 JP JP2006226222A patent/JP2006340400A/ja active Pending
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